KR20220123227A - 의료 이미징을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20220123227A
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스티븐 툴리
존 오벌린
엠마누엘 데마이오
리암 오쉬아
토마스 칼프
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액티브 서지컬, 인크.
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Abstract

본 개시는 의료 이미징을 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 시스템은 복수의 조명 소스를 포함할 수도 있다. 복수의 조명 소스는, (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 광원, 중 적어도 두 개를 포함할 수도 있다. 시스템은 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트를 더 포함할 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는, (i) 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬될 수도 있고, (ii) (a) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여, 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하기 위하여, 그리고 (b) 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위하여, 이동하도록 구성될 수도 있다.

Description

의료 이미징을 위한 시스템 및 방법
[교차 참조]
본 출원은 2019년 11월 25일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 제62/939,969호에 대한 우선권을 주장하는데, 이 출원은 모든 목적을 위해 그 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다.
의료 이미징 기술은, 의료 또는 수술 프로시져(surgical procedure) 동안 피검자(subject) 또는 환자의 내부 해부학적 피쳐의 이미지 또는 비디오 데이터를 캡쳐하기 위해 사용될 수도 있다. 캡쳐되는 이미지 또는 비디오 데이터는, 외과 의사 및 의료 오퍼레이터에게, 환자 또는 피검자 내의 내부 구조 또는 프로세스의 시각화를 제공하도록 프로세싱 및 조작될 수도 있다. 오늘날 이용 가능한 종래의 의료 이미징 시스템은 혈류(blood flow)와 같은 내부 프로세스를 시각화하는 데 도움이 되는 하나 이상의 염료를 사용할 수도 있다. 그러한 시스템은, 오퍼레이터가 혈류의 변화를 시각화할 수도 있는 시간 프레임을 제한할 수도 있다.
현재 이용 가능한 의료 이미징 시스템에서의 다양한 제한이 본원에서 인식된다. 본 개시는 종래의 의료 이미징 시스템의 현존하는 결점 또는 결함을 해결하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 본원에서 개시되는 시스템 및 방법은, 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃(cut-out)을 통해 다수의 조명 소스의 노출을 선택적으로 제어하는 것 및 상이한 다중 스펙트럼 조명 소스로부터의 광의 펄스를 결합하는 것에 의해 의료 이미징을 향상시키기 위해 사용될 수도 있다. 그러한 만큼, 본원에서 개시되는 시스템 및 방법은, 실시간으로 그리고 염료의 사용 없이, 환자 내부의 해부학적 구조를 삼차원(three-dimensional; 3D) 관점에서 시각화하고 디지털적으로 매핑하도록 구현될 수도 있고, 그에 의해, 수술 프로시져 동안 의료 오퍼레이터에게 통지하거나 또는 안내할 수 있는 추가적인 시각적 정보(예를 들면, 환자의 혈액 관류(perfusion)의 실시간 시각적 묘사)를 의료 오퍼레이터에게 제공할 수도 있다.
한 양태에서, 본 개시는 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템을 제공한다. 시스템은: (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 또는 레이저 광원, 중 적어도 두 개를 포함하는 복수의 조명 소스; 및 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트를 포함할 수도 있는데, 여기서 이동 가능한 플레이트는, (i) 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고, (ii) (a) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여, 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하기 위하여, 그리고 (b) 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위하여, 이동하도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 광학 축을 따라 하나 이상의 조명 소스를 기준으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 중실 부분(solid portion)을 통한 광의 투과를 방지하도록 구성되는 저 투과율 재료를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트 상의 노치를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트의 상이한 부분 상에 배열되는 복수의 노치를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트 상의 하나 이상의 환형 형상의 개구(annular-shaped opening)를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 레이저 광원은, 상이한 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 두 개 이상의 레이저 광원을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 두 개 이상의 레이저 광원은 기체 레이저, 화학 레이저, 액체 레이저, 염료 레이저, 금속 증기 레이저, 고체 상태 레이저, 또는 반도체 레이저를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 두 개 이상의 레이저 광원은 적외선 레이저, 근적외선 레이저, 단파장 적외선 레이저, 중파장 적외선 레이저, 장파장 적외선 레이저, 또는 원적외선 레이저를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 두 개 이상의 레이저 광원은 약 700 나노미터(nm)와 약 1 밀리미터(mm) 사이의 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 하나 이상의 레이저 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트 및 백색 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 백색 광원은, 백색 광 빔이 이동 가능한 플레이트를 통과하지 않도록 이동 가능한 플레이트와 관련하여 배치될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은, 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 펄스는 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 시스템은 (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) 백색 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈(light aggregation module)을 더 포함할 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 (i) 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 펄스는 (i) 백색 광 빔 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 시스템은 (i) (a) 백색 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스와 결합하여, (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함할 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 조명 소스는 (iii) 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광 빔을 생성하도록 구성되는 ICG 여기 광원을 더 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, ICG 여기 광원은, ICG 여기 빔이 이동 가능한 플레이트를 통과하지 않도록 이동 가능한 플레이트와 관련하여 배치될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 (i) 하나 이상의 레이저 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트 및 백색 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은, 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트 및 ICG 여기 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, ICG 여기 광원으로부터의 ICG 여기 광 빔은, 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 펄스는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 시스템은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) 백색 광 빔 또는 ICG 여기 광 빔 중 적어도 하나와 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함할 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 (i) 하나 이상의 레이저 광원 및 (ii) ICG 여기 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트 및 백색 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은, 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 펄스는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 (ii) ICG 여기 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 시스템은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) 백색 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함할 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 (i) 하나 이상의 레이저 광원 및 (ii) 백색 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트 및 ICG 여기 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, ICG 여기 광원으로부터의 ICG 여기 광 빔은, 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 펄스는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 (ii) 백색 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 시스템은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 백색 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) ICG 여기 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함할 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 (i) 하나 이상의 레이저 광원, (ii) 백색 광원, 및 (iii) ICG 여기 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 펄스는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔, (ii) 백색 광 빔, 및 (iii) ICG 여기 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 시스템은 (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) 백색 광 빔 및 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스와 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함할 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트 상에서 배치되는 하나 이상의 개방 영역에 대응할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 개방 영역은, 하나 이상의 컷아웃이 상기 복수의 조명 소스 중 적어도 하나와 정렬될 때 이동 가능한 플레이트를 통한 광의 투과를 허용하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는, 하나 이상의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔이 하나 이상의 사전 결정된 시간 간격 동안 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃을 통과하는 것을 선택적으로 허용함으로써, 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 빔은 하나 이상의 레이저 광 빔, 백색 광 빔, 또는 ICG 여기 광 빔을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 사전 결정된 시간 간격은, (i) 이동 가능한 플레이트의 회전 속도 및 (ii) 하나 이상의 컷아웃과 연관된 컷아웃 기하학적 형상에 기초하여 결정될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 조명 소스 중 적어도 하나는 사전 결정된 시간 간격 동안 하나 이상의 컷아웃 중 적어도 하나와 정렬될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 개방 영역은, 이동 가능한 플레이트가 복수의 조명 소스를 기준으로 회전하는 동안, 복수의 조명 소스 중 적어도 하나에 대해 하나 이상의 별개의 노출 시간을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 별개의 개방 영역을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 개방 영역은 이동 가능한 플레이트의 중심으로부터 하나 이상의 반경 방향 거리를 두고 배치되는 하나 이상의 환형 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 반경 방향 거리 각각은 복수의 조명 소스 중 적어도 하나에 각각 대응할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 환형 형상의 개구는 서로에 대해 하나 이상의 별개의 각도 포지션으로 배치될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 환형 형상의 개구 중 제1 환형 형상의 개구는, 하나 이상의 환형 형상의 개구 중 제2 환형 형상의 개구의 제2 원주 길이와는 상이한 제1 원주 길이를 가질 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 개방 영역은, 상기 복수의 조명 소스 각각에 대해 사전 결정된 노출 시간을 제공하도록 구성되는 원주 폭을 갖는 하나 이상의 쐐기 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 쐐기 형상의 개구는 서로에 대해 하나 이상의 별개의 각도 포지션으로 배치될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 쐐기 형상의 개구 중 제1 쐐기 형상의 개구는 하나 이상의 쐐기 형상의 개구 중 제2 쐐기 형상의 개구의 제2 원주 폭과는 상이한 제1 원주 폭을 가질 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 별개의 개방 영역은, (i) 제1 사전 결정된 시간 간격 동안 복수의 조명 소스 중 적어도 하나를 노출시키도록 구성되는 제1 개방 영역, 및 (ii) 제2 사전 결정된 시간 간격 동안 복수의 조명 소스 중 적어도 하나를 노출시키도록 구성되는 제2 개방 영역을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 제1 개방 영역은 제2 개방 영역과는 상이한 기하학적 형상을 가질 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는, 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트를 갖는 이미징 디바이스가 하나 이상의 이미지 프레임을 획득하도록 구성되는 이미징 기간에 대응하는 하나 이상의 시간 간격 동안 복수의 조명 소스의 적어도 서브세트가 노출되게 하기 위해 사전 결정된 회전 레이트로 회전하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 이미징 디바이스는 이미지 센서 또는 카메라를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 시스템은 복수의 조명 소스 및 이동 가능한 플레이트를 기준으로 회전하도록 구성되는 추가적인 이동 가능한 플레이트를 더 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 추가적인 이동 가능한 플레이트는, 이동 가능한 플레이트가 회전하도록 구성되는 제1 레이트와는 상이한 제2 레이트로 회전하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 추가적인 이동 가능한 플레이트는 이동 가능한 플레이트가 회전하도록 구성되는 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는 추가적인 이동 가능한 플레이트 상의 컷아웃의 제2 세트와는 상이한 기하학적 형상 또는 배열을 갖는 컷아웃의 제1 세트를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 스코프는 복강경, 내시경, 보스코프(borescope), 비디오스코프(videoscope), 또는 파이버스코프(fiberscope)를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광 펄스는 하나 이상의 광섬유 번들(optical fiber bundle)을 통해 광 집성 모듈에 제공될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 백색 광원은 복수의 조명 소스 중 하나 이상의 조명 소스로부터 떨어져 위치하는 별개의 조명 모듈에서 제공될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트에 관련하여 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출의 동기화는 하나 이상의 포토인터럽터(photointerrupter)를 사용하여 생성되는 타이밍 신호를 사용하여 수행될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트에 관련하여 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출의 동기화는 이미징 디바이스에 의해 생성되는 타이밍 신호를 사용하여 수행될 수도 있다.
다른 양태에서, 본 개시는 피검자의 목표 영역을 조명하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 다음의 것을 포함할 수도 있다: (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 레이저 광원을 포함하는 복수의 조명 소스를 제공하는 것; 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔을 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트 - 이동 가능한 플레이트는 (i) 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고, (ii) (a) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여, 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하기 위하여, 그리고 (b) 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위하여, 이동하도록 구성됨 - 를 향해 지향시키는 것; 및 하나 이상의 광 펄스를 광 집성 모듈 - 광 집성 모듈은 (i) 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔 각각으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 결합하여 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되고, 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성됨 - 에 제공하는 것.
몇몇 실시형태에서, 복수의 조명 소스는 ICG 여기 광 빔을 생성하도록 구성되는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광원을 더 포함할 수도 있다.
다른 상이한 양태에서, 본 개시는 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템을 제공한다. 시스템은 다음의 것을 포함할 수도 있다: (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 또는 레이저 광원, 중 적어도 두 개를 포함하는 복수의 조명 소스; 및 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트 - 이동 가능한 플레이트는 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고 (i) 하나 이상의 조명 소스와 관련하여 이동하도록 그리고 (ii) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 동기화하여 하나 이상의 조명 소스의 펄스화(pulsing)를 제어하도록 구성됨 - .
몇몇 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트는, 복수의 조명 소스 각각이 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃과 광학적으로 정렬되는 하나 이상의 시간 간격을 조정하는 것에 의해, 하나 이상의 조명 소스의 펄스화를 제어하도록 구성될 수도 있다.
본 개시의 추가적인 양태 및 이점은, 본 개시의 예시적인 실시형태만이 도시되고 설명되는 다음의 상세한 설명으로부터 기술 분야에서 숙련된 자에게 용이하게 명백하게 될 것이다. 인식될 바와 같이, 본 개시는 다른 및 상이한 실시형태에 대응할 수도 있고, 그것의 여러 가지 세부 사항은, 본 개시로부터 모두 벗어나지 않는, 다양한 명백한 양태에서 수정에 대응할 수도 있다. 따라서, 도면 및 설명은, 제한적인 것이 아니라, 본질적으로 예시적인 것으로서 간주되어야 한다.
[참조에 의한 통합]
본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허, 및 특허 출원은, 각각의 개개의 간행물, 특허 또는 특허 출원이 참조에 의해 통합되는 것으로 구체적으로 그리고 개별적으로 나타내어지는 것과 동일한 정도까지, 참조에 의해 본원에서 통합된다. 참조에 의해 통합되는 간행물 및 특허 또는 특허 출원이 본 명세서에서 포함되는 본 개시와 모순되는 경우, 본 명세서는 임의의 그러한 모순되는 내용을 대신하도록 및/또는 우선 순위를 취하도록 의도된다.
본 개시의 신규의 피쳐는 첨부된 청구범위에서 구체적으로 기술된다. 본 개시의 피쳐 및 이점의 더 나은 이해는, 본 개시의 원리가 활용되는, 예시적인 실시형태를 기술하는 다음의 상세한 설명, 및 첨부의 도면(또한, 본원에서 "도(Figure)" 및 "도(FIG.)")을 참조하여 획득될 것인데, 첨부의 도면에서:
도 1a 및 도 1b는, 몇몇 실시형태에 따른, 복수의 조명 소스를 개략적으로 예시한다.
도 2a 및 도 2b는, 몇몇 실시형태에 따른, 이동 가능한 플레이트를 개략적으로 예시한다.
도 2c, 도 2d 및 도 2e는, 몇몇 실시형태에 따른, 이동 가능한 플레이트 및 추가적인 이동 가능한 플레이트를 개략적으로 예시한다.
도 3a는, 몇몇 실시형태에 따른, 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 3b는, 몇몇 실시형태에 따른, 광 펄스를 집성하기 위한 섬유 번들을 개략적으로 예시한다.
도 4는, 몇몇 실시형태에 따른, 복수의 조명 소스에 의해 조명되는 목표 영역의 이미지를 생성하도록 구성되는 의료 이미징 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 5a 및 도 5b는, 몇몇 실시형태에 따른, 하나 이상의 레이저 광원의 노출을 제어하도록 구성되는 이동 가능한 플레이트를 개략적으로 예시한다.
도 6a 및 도 6b는, 몇몇 실시형태에 따른, 이동 가능한 플레이트와 광학적으로 정렬되는 하나 이상의 레이저 광원의 노출을 개략적으로 예시한다.
도 7a 및 도 7b는, 몇몇 실시형태에 따른, 이동 가능한 플레이트와 광학적으로 정렬되지 않는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광원을 개략적으로 예시한다.
도 8은, 몇몇 실시형태에 따른, 이동 가능한 플레이트와 광학적으로 정렬되지 않는 ICG 여기 광원 및 하나 이상의 레이저 광원의 노출을 개략적으로 예시한다.
도 9a 및 도 9b는, 몇몇 실시형태에 따른, ICG 여기 광원 및 하나 이상의 레이저 광원의 노출을 제어하도록 구성되는 이동 가능한 플레이트를 개략적으로 예시한다.
도 10은, 몇몇 실시형태에 따른, 이동 가능한 플레이트와 광학적으로 정렬되는 ICG 여기 광원 및 하나 이상의 레이저 광원의 노출을 개략적으로 예시한다.
도 11a 및 도 11b는, 몇몇 실시형태에 따른, 하나 이상의 레이저 광원 및 백색 광원의 노출을 제어하도록 구성되는 이동 가능한 플레이트를 개략적으로 예시한다.
도 12는, 몇몇 실시형태에 따른, 레이저 광원 및 백색 광원에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔을 결합하도록 구성되는 광 집성 모듈을 개략적으로 예시한다.
도 13은, 몇몇 실시형태에 따른, 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 방법을 개략적으로 예시한다.
도 14는 본원에서 제공되는 방법을 구현하도록 프로그래밍되는 또는 다르게 구성되는 컴퓨터 시스템을 개략적으로 예시한다.
본 개시의 다양한 실시형태가 본원에서 도시되고 설명되지만, 그러한 실시형태는 단지 예로서 제공된다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 기술 분야의 숙련된 자는, 본 개시의 실시형태로부터 벗어나지 않으면서 수많은 변형예, 변경예, 및 대체예를 떠올릴 수도 있다. 본원에서 설명되는 본 개시의 실시형태에 대한 다양한 대안예가 활용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
용어 "at least(적어도)", "greater than(보다 더 큰)" 또는 "greater than or equal to(보다 더 크거나 또는 동일한)"이 일련의 두 개 이상의 숫자 값의 첫 번째 숫자 값에 선행할 때마다, 용어 "적어도", "보다 더 큰" 또는 "보다 더 크거나 또는 동일한"은 일련의 숫자 값에 있는 숫자 값의 각각에 적용된다. 예를 들면, "greater than or equal to 1, 2, or 3(1, 2, 또는 3보다 더 크거나 또는 동일한)"은, 1보다 더 크거나 또는 동일한 것, 2보다 더 크거나 또는 동일한 것, 또는 3보다 더 크거나 또는 동일한 것과 등가이다.
용어 "no more than(보다 더 크지 않은)", "less than(보다 더 작은)" 또는 "less than or equal to(보다 더 작거나 또는 동일한)"가 일련의 두 개 이상의 숫자 값의 첫 번째 숫자 값에 선행할 때마다, 용어 "보다 더 크지 않은", "보다 더 작은", 또는 "보다 더 작거나 또는 동일한"은 그 일련의 숫자 값에 있는 숫자 값의 각각에 적용된다. 예를 들면, "3, 2, 또는 1보다 더 작거나 또는 동일한"은 3보다 더 작거나 또는 동일한 것, 2보다 더 작거나 또는 동일한 것, 또는 1보다 더 작거나 또는 동일한 것과 등가이다.
용어 "관류(perfusion)"는, 본원에서 사용될 때, 기관 또는 조직으로의 순환계 또는 림프계를 통한 유체의 통과를 일반적으로 지칭한다. 한 예에서, 관류는, 혈액과 조직 사이에서 산소 및/또는 영양소의 교환이 발생하는 모세혈관 또는 동맥의 레벨에서의 혈액의 전달을 지칭할 수도 있다. 몇몇 경우에, 관류는 유체의 유량(flow rate), 존재하는 또는 목표 조직 부위를 가로질러 횡단하는 유체의 볼륨, 목표 조직 부위에서의 유체의 유동 채널의 패턴, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 주목하는 액체의 관류는, 하나 이상의 이미징 프로세스 동안 증가하고 있을 수도 있거나, 감소하고 있을 수도 있거나, 또는 실질적으로 동일하게 유지될 수도 있다. 몇몇 경우에, 관류 유체의 유량 또는 볼륨에서의 임의의 변화는, (i) 하나 이상의 생물학적 이벤트 또는 (ii) 목표 조직 부위의 업스트림에서, 다운스트림에서, 또는 실질적으로 목표 부위에서 발생하는 하나 이상의 수술 이벤트를 나타낼 수도 있다. 정량화되는 경우, 관류는 혈액이 조직으로 전달되는 레이트, 또는 킬로그램당 초당 입방 미터(m3/s/kg) 또는 그램당 분당 밀리리터(mL/분/g)의 단위의 단위 조직 질량당 단위 시간당 혈액의 볼륨(혈류)으로서 측정될 수도 있다. 관류의 정도는 하나 이상의 건강 상태, 예를 들면, 관상 동맥 질환과 같은 심혈관계 질환, 뇌혈관성 질환, 말초 동맥 질환, 등등을 나타낼 수도 있다.
본원에서 상호 교환 가능하게 사용되는 바와 같은 용어 "실시간(real time)" 또는 "실시간(real-time)"은, 최근에 획득된(예를 들면, 수집된 또는 수신된) 데이터를 사용하여 수행되는 이벤트(예를 들면, 동작, 프로세스, 방법, 기술, 계산(computation), 계산(calculation), 분석, 시각화, 최적화, 등등)를 일반적으로 지칭한다. 몇몇 경우에, 실시간 이벤트는 거의 즉시 또는 짧은 충분한 시간 간격 이내에, 예컨대 적어도 0.0001 밀리초(ms), 0.0005 ms, 0.001 ms, 0.005 ms, 0.01 ms, 0.05 ms, 0.1 ms, 0.5 ms, 1 ms, 5 ms, 0.01 초, 0.05 초, 0.1 초, 0.5 초, 1 초, 또는 그 이상 이내에서 수행될 수도 있다. 몇몇 경우에, 실시간 이벤트는 거의 즉시 또는 짧은 충분한 시간 간격 이내에, 예컨대 최대 1초, 0.5초, 0.1초, 0.05초, 0.01초, 5 ms, 1 ms, 0.5 ms, 0.1 ms, 0.05 ms, 0.01 ms, 0.005 ms, 0.001 ms, 0.0005 ms, 0.0001 ms, 또는 그 미만 이내에서 수행될 수도 있다.
본 개시는 의료 이미징 기술을 향상시키기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 오늘날 이용 가능한 종래의 의료 이미징 시스템은 혈류와 같은 내부 프로세스를 시각화하는 데 도움이 되는 하나 이상의 염료를 사용할 수도 있지만, 그러나 그러한 시스템은 오퍼레이터가 환자의 혈류의 변화를 시각화할 수도 있는 시간 프레임을 제한할 수도 있다. 본원에서 개시되는 시스템 및 방법은, 이동 가능한 플레이트 상의 하나 이상의 컷아웃을 통해 다수의 조명 소스의 노출을 선택적으로 제어하는 것 및 상이한 다중 스펙트럼 조명 소스로부터의 광의 펄스를 결합하는 것에 의해 의료 이미징을 향상시키기 위해 사용될 수도 있다. 그러한 만큼, 본원에서 개시되는 시스템 및 방법은, 실시간으로 그리고 염료의 사용 없이, 환자 내부의 해부학적 구조를 삼차원(3D) 관점에서 시각화하고 디지털적으로 매핑하도록 구현될 수도 있고, 그에 의해, 수술 프로시져 동안 의료 오퍼레이터에게 통지하거나 또는 안내할 수 있는 추가적인 시각적 정보(예를 들면, 환자의 혈액 관류의 실시간 시각적 묘사)를 의료 오퍼레이터에게 제공할 수도 있다.
한 양태에서, 본 개시는 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템을 제공한다. 시스템은, (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 레이저 광원을 포함하는 복수의 조명 소스; 및 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트 - 이동 가능한 플레이트는, (i) 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고, (ii) (a) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여, 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하기 위하여, 그리고 (b) 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위하여, 이동하도록 구성됨 - 를 포함할 수도 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, 다수의 조명 소스의 노출을 제어하는 것은, 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트를 사용하여 다수의 조명 소스의 펄스화를 제어하는 것을 지칭할 수도 있다. 그러한 만큼, 다수의 조명 소스의 노출을 제어하는 것은, 다수의 조명 소스의 펄스화를 제어하는 것과 상호 교환 가능하게 지칭될 수도 있다. 다수의 조명 소스의 펄스화를 제어하는 것은, 복수의 조명 소스 각각이 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃과 광학적으로 정렬되는 하나 이상의 시간 간격을 조정하는 것을 포함할 수도 있다.
목표 영역은 하나 이상의 조명 소스에 의해 조명될 수도 있는 피검자(예를 들면, 인간, 어린이, 성인, 의학적 환자, 외과 환자, 등등) 내의 영역일 수도 있다. 목표 영역은 피검자의 신체 내의 영역일 수도 있다. 몇몇 경우에, 목표 영역은 피검자의 장기(organ), 피검자의 맥관 구조(vasculature), 또는 피검자의 임의의 해부학적 구조에 대응할 수도 있다. 몇몇 경우에, 목표 영역은 피검자의 장기, 맥관 구조, 또는 해부학적 구조의 일부에 대응할 수도 있다.
몇몇 경우에, 목표 영역은 피검자의 신체의 일부 상의 영역일 수도 있다. 영역은 피검자의 표피, 진피 및/또는 피하조직(hypodermis)의 일부를 포함할 수도 있다. 다른 경우에, 목표 영역은 피검자의 신체 상에 위치한 상처에 대응할 수도 있다. 상처는 화상일 수도 있다. 대안적으로, 목표 영역은 피검자의 절단 부위에 대응할 수도 있다. 본원에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 목표 영역은 혈류를 받는 피검자의 신체 부분에 대응할 수도 있다. 목표 영역은 피검자의 신체 내부의 장기 또는 피검자의 신체의 해부학적 피쳐일 수도 있다.
본 개시의 시스템 및 방법은, 목표 영역에 있는, 목표 영역 근처에 있는, 및/또는 목표 영역의 표면 아래에 있는 구조 또는 피쳐(예를 들면, 혈류)의 시각화를 허용할 수도 있는데, 이러한 구조 또는 피쳐는 일반적으로는 사람의 눈 또는 다른 스코프 어셈블리에는 보이지 않을 것이다. 본 개시의 시스템 및 방법은 하나 이상의 해부학적 구조 및/또는 생리학적 피쳐 또는 기능의 시각화를 허용할 수도 있다. 본 개시의 시스템 및 방법은 피검자의 신체 내의 다양한 구조, 피쳐, 및/또는 기능의 생리학적, 병리학적, 형태학적, 및/또는 해부학적 시각화를 위해 사용될 수도 있다. 본 개시의 시스템 및 방법은, 목표 영역의 하나 이상의 보이지 않는 피쳐를 시각화하기 위해 사용될 수도 있다. 본 개시의 시스템 및 방법은 복수의 상이한 이미징 모달리티(modality)를 가능하게 할 수도 있다. 예를 들면, 본 개시의 시스템 및 방법은 레이저 스펙클 이미징 성능뿐만 아니라 염료 기반의 이미징 및/또는 백색 광 기반의 이미징(즉, RGB 사진 이미지 및/또는 비디오)을 가능하게 할 수도 있다. 몇몇 경우에, 본 개시의 시스템 및 방법은, 유저가, 상이한 시각화 모드, 예를 들면, (i) 백색 광 기반의 비디오 전용, (ii) 레이저 스펙클 이미징 전용, (iii) 염료 기반의 이미징, (iv) 백색 광 기반의 이미징 및 레이저 스펙클 이미징 둘 모두, 또는 (v) 이들의 임의의 조합 사이에서 스위칭하는 것을 허용할 수도 있다.
복수의 조명 소스는 백색 광원을 포함할 수도 있다. 백색 광원은 램프(예를 들면, 백열등, 형광등, 소형 형광등, 할로겐 램프, 금속 할로겐화물 램프, 형광 튜브, 네온 램프, 고휘도 방전 램프, 또는 저압 나트륨 램프), 전구(예를 들면, 백열 전구, 형광 전구, 소형 형광 전구, 또는 할로겐 전구), 및/또는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수도 있다. 백색 광원은 백색 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 백색 광 빔은 하나 이상의 파장의 광을 포함하는 광의 다색 방출일 수도 있다. 하나 이상의 파장의 광은 가시 스펙트럼의 광에 대응할 수도 있다. 하나 이상의 파장의 광은 약 400 나노미터(nm)와 약 700 나노미터(nm) 사이의 파장을 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 백색 광 빔은 피검자의 목표 영역에 대한 RGB 이미지를 생성하기 위해 사용될 수도 있다.
복수의 조명 소스는 하나 이상의 레이저 광원을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 적외선(infrared; IR) 레이저, 근적외선 레이저, 단파장 적외선 레이저, 중파장 적외선 레이저, 장파장 적외선 레이저, 및/또는 원적외선 레이저를 포함할 수도 있다.
본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 레이저 광원은 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 그러한 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 연속파 레이저로서 동작하도록 구성될 수도 있다. 연속파(continuous wave; CW) 레이저는, 안정적인 출력 전력을 가지고 연속적이고, 중단되지 않은 광의 빔을 생성하도록 구성되는 레이저일 수도 있다. 레이저의 연속파(CW) 동작은, 레이저가 연속적으로 펌핑되고 광 및/또는 에너지의 펄스를 연속적으로 방출할 수도 있다는 것을 의미한다. 방출은 단일의 공진기 모드(즉, 단일 주파수 동작) 또는 다수의 공진기 모드에서 발생할 수 있다. 몇몇 경우에, 레이저는 준 연속파(quasi-continuous-wave) 레이저로서 동작하도록 구성될 수도 있는데, 이 경우 레이저는 제한된 시간 간격 동안 스위치 온될 수도 있다.
하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 광원은 약 700 나노미터(nm)와 약 1 밀리미터(mm) 사이의 파장을 갖는 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광 빔은 하나 이상의 가시 광 레이저 다이오드 및/또는 하나 이상의 적외선 레이저 다이오드를 사용하여 생성될 수도 있다. 그러한 경우에, 하나 이상의 레이저 광 빔은 약 350 나노미터와 약 2.5 마이크로미터(㎛) 사이의 파장을 가질 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 레이저 광 빔은 적어도 약 350 nm, 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, 800 nm, 850 nm, 900 nm, 950 nm, 1000 nm, 1.1 ㎛, 1.2 ㎛, 1.3 ㎛, 1.4 ㎛, 1.5 ㎛, 1.6 ㎛, 1.7 ㎛, 1.8 ㎛, 1.9 ㎛, 2 ㎛, 2.1 ㎛, 2.2 ㎛, 2.3 ㎛, 2.4 ㎛, 2.5 ㎛, 또는 그 이상의 파장을 가질 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은, 상이한 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 두 개 이상의 레이저 광원을 포함할 수도 있다. 두 개 이상의 레이저 광 빔은 약 700 나노미터(nm)와 약 1 밀리미터(mm) 사이의 파장을 가질 수도 있다.
상기에서 설명되는 바와 같이, 복수의 조명 소스는 하나 이상의 레이저 광원을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 고체 상태 레이저, 기체 레이저, 액체 레이저, 및/또는 반도체 레이저를 포함할 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 고체 상태 레이저를 포함할 수도 있다. 고체 상태 레이저는 고체 재료(예를 들면, 유리 또는 결정질 재료)를 레이저 매질로 사용하는 레이저일 수도 있다. 고체 상태 레이저는 루비 레이저, Nd:YAG 레이저, NdCrYAG 레이저, Er:YAG 레이저, 네오디뮴 YLF(Nd:YLF) 고체 상태 레이저, 네오디뮴 도핑된 이트륨 오르소바나데이트(orthovanadate)(Nd:YVO4) 레이저, 네오디뮴 도핑된 이트륨 칼슘 옥소보레이트 Nd:YCa4O(BO3)3(Nd:YCOB) 레이저, 네오디뮴 유리(Nd:유리) 레이저, 티타늄 사파이어(Ti:사파이어) 레이저, 툴륨 YAG(Tm:YAG) 레이저, 이테르븀 YAG(Yb:YAG) 레이저, 이테르븀:2O3(유리 또는 세라믹) 레이저, 이테르븀 도핑된 유리 레이저(막대, 플레이트/칩, 및 섬유), 홀뮴 YAG(Ho:YAG) 레이저, 크롬 ZnSe(Cr:ZnSe) 레이저, 세륨 도핑된 리튬 스트론튬(또는 칼슘) 알루미늄 플루오라이드(Ce:LiSAF, Ce:LiCAF) 레이저, 프로메튬 147 도핑된 포스페이트 유리 고체 상태 레이저, 크롬 도핑된 크리소베릴(chrysoberyl)(알렉산드라이트(alexandrite)) 레이저, 에르븀 도핑된 레이저, 에르븀-이테르븀 공동 도핑 유리 레이저, 3가 우라늄 도핑된 플루오르화 칼슘(U:CaF2) 고체 상태 레이저, 2가 사마륨 도핑된 플루오르화 칼슘(Sm:CaF2) 레이저, 및/또는 F 중심(F-Center) 레이저일 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 기체 레이저를 포함할 수도 있다. 기체 레이저는, 레이저 매질 내부의 기체를 통해 전류가 방전되어 레이저 광을 생성하는 레이저일 수도 있다. 기체 레이저는 아르곤 레이저, 이산화탄소 레이저, 일산화탄소 레이저, 엑시머 레이저, 헬륨 레이저, 헬륨 네온 레이저, 크립톤 레이저, 질소 레이저, 또는 크세논 레이저일 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 액체 레이저를 포함할 수도 있다. 액체 레이저는 액체를 레이저 매질로서 사용하는 레이저일 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 염료 레이저를 포함할 수도 있다. 염료 레이저는, 자외선 내지 근적외선 스펙트럼으로부터 방출을 생성하기 위해, 상이한 유기 염료를 사용할 수도 있다. 염료 레이저는 거의 임의의 파장에서 적색, 황색, 녹색 또는 청색 레이저 방출의 튜닝 가능한 방출을 가지고 가시 범위에서 동작될 수도 있다. 염료 레이저는 용액의 로다민-6G(Rhodamine-6G)를 사용할 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 반도체 레이저를 포함할 수도 있다. 반도체 레이저는 반도체 다이오드의 p-n 접합을 레이저 매질로서 사용하는 레이저일 수도 있다. 반도체 레이저는 반도체 레이저 다이오드, GaN 레이저, InGaN 레이저, AlGaInP, AlGaAs, InGaAsP, 납염(lead salt) 레이저, 수직 공동 면발광 레이저(vertical cavity surface emitting laser; VCSEL), 양자 폭포 레이저(quantum cascade laser), 및/또는 하이브리드 실리콘 레이저일 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 화학 레이저를 포함할 수도 있다. 화학적 레이저는 불화수소 레이저, 불화중수소 레이저(deuterium flouride laser), 화학적 산소 요오드 레이저(chemical oxygen-iodine laser), 또는 전체 기상 요오드 레이저(all gas-phase iodine laser)를 포함할 수도 있다. 다른 경우에, 레이저는 금속 증기 레이저일 수도 있다. 금속 증기 레이저는, 헬륨 카드뮴(HeCd) 금속 증기 레이저, 헬륨 수은(HeHg) 금속 증기 레이저, 헬륨 셀레늄(HeSe) 금속 증기 레이저, 헬륨 은(HeAg) 금속 증기 레이저, 스트론튬 증기 레이저, 네온 구리(NeCu) 금속 증기 레이저, 구리 증기 레이저, 금 증기 레이저, 및/또는 망간(Mn/MnCl2) 증기 레이저일 수도 있다. 대안적으로, 레이저는 자유 전자 레이저, 기체 다이나믹 레이저(gas dynamic laser), 사마륨 레이저(Samarium laser), 라만 레이저(Raman laser), 및/또는 핵 펌핑 레이저(nuclear pumped laser)일 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 엑시머 레이저를 포함할 수도 있다. 엑시머 레이저는 아르곤, 크립톤 또는 크세논과 같은 불활성 기체와 혼합되는 염소 및 플루오르와 같은 반응성 기체를 사용할 수도 있다. 전기적으로 자극받는 경우, 반응성 기체는 유사 분자 또는 이량체(dimer)를 생성할 수도 있다. 레이저에 노출되는 경우, 이량체는 전자기 스펙트럼의 자외선 범위에서 광을 생성할 수도 있다.
몇몇 경우에, 피검자의 신체 내부에 위치하는 목표 영역을 조명하기 위해, 하나 이상의 레이저 광원이 사용될 수도 있다. 옵션 사항으로, 다른 경우에, 하나 이상의 수술 프로시져(예를 들면, 조직의 가열, 조직의 제거, 및/또는 조직의 절제)를 수행하기 위해, 하나 이상의 레이저 광원이 사용될 수도 있다. 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위해 사용되는 하나 이상의 레이저 광원은, 피검자 또는 환자에 대해 하나 이상의 수술 프로시져를 수행하기 위해 사용되는 하나 이상의 레이저 광원과는 상이할 수도 있거나 또는 상이하지 않을 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 레이저 광원은 제1 상태 또는 제2 상태에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 제1 상태는 목표 영역을 조명하도록 레이저 광원을 구성할 수도 있다. 제2 상태는 하나 이상의 수술 프로시져를 수행하도록 레이저 광원을 구성할 수도 있다.
몇몇 경우에, 복수의 조명 소스 각각은 나란한 또는 횡방향 구성으로 배열될 수도 있다. 이러한 경우, 복수의 조명 소스 각각은 분리 거리만큼 분리될 수도 있다. 분리 거리는 적어도 약 1 밀리미터(mm), 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 또는 그 이상일 수도 있다. 몇몇 경우에, 복수의 조명 소스 각각은 하나 이상의 별개의 분리 거리만큼 분리될 수도 있다.
몇몇 경우에, 복수의 조명 소스 각각은 복수의 조명 소스가 하나 이상의 평행 광 빔을 생성하도록 배향될 수도 있다. 하나 이상의 평행 광 빔은 백색 광원에 의해 생성되는 백색 광 빔 또는 하나 이상의 레이저 광원에 의해 생성되는 하나 이상의 레이저 광 빔을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 평행 광 빔은 이동 가능한 플레이트의 포지션 및/또는 방위에 대응하는 평면에 수직인 경로를 따라 지향될 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 평행 광 빔은 0도와 180도 사이의 각도에서 이동 가능한 플레이트의 포지션 및/또는 방위에 대응하는 평면을 교차하는 경로를 따라 지향될 수도 있다.
몇몇 경우에, 복수의 조명 소스 각각은 복수의 조명 소스가 하나 이상의 비평행(non-parallel) 광 빔을 생성하도록 배향될 수도 있다. 그러한 경우에, 비평행 광 빔은 하나 이상의 별개의 각도에서 이동 가능한 플레이트의 포지션 및/또는 방위에 대응하는 평면과 교차할 수도 있다. 하나 이상의 별개의 각도는 0도부터 180도까지의 범위에 이를 수도 있다.
다른 경우에, 복수의 조명 소스 각각은 원형 구성 또는 링 구성으로 배열될 수도 있다. 그러한 경우에, 복수의 조명 소스 각각은 중심 포인트 주위에서 하나 이상의 반경 방향 거리를 두고 배치될 수도 있다. 복수의 조명 소스는 중심 포인트 주위에서 하나 이상의 각도 간격을 두고 분포될 수도 있다. 하나 이상의 각도 간격은 동일할 수도 있거나 또는 동일하지 않을 수도 있다.
본원에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 복수의 조명 소스는, 복수의 조명 소스 각각이 이동 가능한 플레이트로부터 동일한 거리를 두고 배치되도록 배열될 수도 있다. 몇몇 경우에, 복수의 조명 소스는, 복수의 조명 소스의 각각이 이동 가능한 플레이트의 표면 또는 가장자리로부터 하나 이상의 별개의 거리를 두고 배치되도록 배열될 수도 있다.
본원에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 복수의 조명 소스는, 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔이 하나 이상의 방향 벡터를 따라 이동 가능한 플레이트를 향해 지향되도록 배치 및/또는 배향될 수도 있다. 하나 이상의 방향 벡터는 하나 이상의 각도에서 이동 가능한 플레이트의 표면 또는 가장자리와 교차할 수도 있다. 하나 이상의 각도는 별개일 수도 있거나 또는 별개가 아닐 수도 있다. 하나 이상의 각도는 0도부터 360도까지의 범위에 이를 수도 있다.
본원에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 복수의 조명 소스는 복수의 조명 소스를 포함하는 조명 모듈의 구조적 컴포넌트 상에 장착될 수도 있다. 구조적 컴포넌트는, 벽, 플레이트, 빔, 로드, 또는 조명 모듈의 내부 또는 외부에 있는 임의의 가장자리 또는 표면을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 구조적 컴포넌트는 이동 가능한 플레이트를 기준으로 회전하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 경우에, 백색 광원은 복수의 조명 소스(예를 들면, 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같은 하나 이상의 레이저 광원 또는 ICG 여기 광원)의 하나 이상의 조명 소스에 대해 떨어져 위치할 수도 있다. 그러한 경우, 백색 광원은 써드파티 광원일 수도 있다. 백색 광원은 백색 광 빔을 생성하도록 그리고 백색 광 빔을 하나 이상의 레이저 광원을 포함하는 조명 모듈로 지향시키도록 구성될 수도 있다. 백색 광 빔은 하나 이상의 섬유 번들을 통해 조명 모듈을 향해 지향될 수도 있다. 그 다음, 조명 모듈은 백색 광 빔을 광 집성 모듈을 향해 지향시킬 수도 있다. 하나 이상의 레이저 광원으로부터의 백색 광원의 분리는, 본원에서 개시되는 시스템이, 하나 이상의 써드파티 백색 광원과 함께 동작하는 것을 허용할 수도 있다. 그러한 구성은 또한, 하나 이상의 광원이 온 상태에서 동작하는 동안(즉, 하나 이상의 광원이 온 상태이고 하나 이상의 광 빔을 생성하고 있는 경우), 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 열의 양을 감소시킬 수도 있고 온도 변동을 감소시킬 수도 있다. 그러한 만큼, 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔은 안정화되도록 허용될 수도 있고, 그에 의해, 파장 및 가간섭성(coherence)의 변동을 감소시킬 수도 있다. 게다가, 하나 이상의 레이저 광원으로부터의 백색 광원의 분리는 조명 모듈의 풋프린트를 최소화할 수도 있다.
몇몇 경우에, 조명 모듈은 하나 이상의 열전 쿨러(thermoelectric cooler)를 포함할 수도 있다. 열전 쿨러는, 온도 변동이 감소될 수도 있도록, 동작 동안 하나 이상의 광원을 냉각시키도록 구성될 수도 있다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 온도 변동을 감소시키는 것은 또한, 파장 및/또는 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔의 가간섭성의 변동을 감소시킬 수도 있다.
몇몇 경우에, 복수의 조명 소스는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광원을 포함할 수도 있다. ICG 여기 광원은 ICG 여기 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. ICG 여기 광 빔은 형광 염료(예를 들면, 인도시아닌 그린)로 하여금 형광을 발하게(즉, 광을 방출하게) 할 수도 있다. ICG 여기 광 빔은 약 600 나노미터(nm)와 약 900 나노미터(nm) 사이의 파장을 가질 수도 있다. ICG 여기 광 빔은 피검자의 신체의 목표 영역 상으로 방출될 수도 있다. 목표 영역은 ICG 여기 광 빔을 흡수하도록 그리고 약 750 나노미터(nm)와 950 나노미터(nm) 사이의 파장을 갖는 형광 광을 재방출하도록 구성되는 하나 이상의 형광 염료를 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 형광 염료는 ICG 여기 광 빔을 흡수하도록 그리고 약 700 나노미터와 2.5 마이크로미터(㎛) 사이의 파장을 갖는 형광 광을 재방출하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, ICG 여기 광원은, ICG 여기 빔이 이동 가능한 플레이트를 통과하지 않도록, 이동 가능한 플레이트와 관련하여 배치될 수도 있다. 다른 경우에, ICG 여기 광원은, ICG 여기 빔이 이동 가능한 플레이트를 통과하도록, 이동 가능한 플레이트와 관련하여 배치될 수도 있다.
도 1a 및 도 1b는 목표 영역을 조명하기 위해 사용될 수도 있는 복수의 조명 소스(110)를 예시한다. 복수의 조명 소스는 백색 광원(111), 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 112-4), 및/또는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광원(113)을 포함할 수도 있다. 복수의 조명 소스(110)는 하나 이상의 광 빔(210)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 광 빔(210)은 백색 광 빔(211), 하나 이상의 레이저 광 빔(212), 및/또는 ICG 여기 광 빔(213)을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 광 빔(210)은 이동 가능한 플레이트(120)를 향해 지향될 수도 있다. 도 1b에서 도시되는 바와 같이, 몇몇 경우에, 백색 광원(111)은 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 112-4)을 포함하는 조명 모듈로부터 떨어져 위치할 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 광원은, 상이한 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 두 개 이상의 LED 또는 레이저 광원을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 두 개 이상의 레이저 광원은 약 700 나노미터(nm)와 약 1 밀리미터(mm) 사이의 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 다른 경우에, 두 개 이상의 레이저 광원은 두 개 이상의 가시 광 다이오드를 포함할 수도 있다. 그러한 경우에, 두 개 이상의 가시 광 다이오드는 약 350 나노미터와 약 750 나노미터 사이의 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 두 개 이상의 레이저 광 빔은 약 400 나노미터와 약 700 나노미터 사이의 파장을 가질 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 조명 소스는 하나 이상의 광 펄스를 생성하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 조명 소스는 펄스 폭 변조 또는 펄스 지속 기간 변조를 사용하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하도록 구성될 수도 있다. 광 펄스는, 광, 에너지 및/또는 전류의 방출 또는 버스트일 수도 있다. 광 펄스는 전자기파의 형태일 수도 있다. 하나 이상의 광 펄스는 사전 결정된 시간 간격만큼 떨어져 이격될 수도 있다. 하나 이상의 광 펄스는 펄스 지속 기간을 가질 수도 있다. 펄스 지속 기간은 약 1 마이크로초 내지 약 100 밀리초 사이의 범위에 이를 수도 있다.
다른 경우에, 복수의 조명 소스 각각은 하나 이상의 연속 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 연속 광 빔은 연속파(즉, 안정적인 출력 전력을 갖는 연속적이고 중단되지 않는 광의 빔)일 수도 있다. 그러한 경우에, 이동 가능한 플레이트는 복수의 조명 소스 각각의 노출을 제어하도록 구성될 수도 있고, 그에 의해, 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성할 수도 있다.
복수의 조명 소스는, 이동 가능한 플레이트를 향해 지향될 수도 있는 하나 이상의 광 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 이동 가능한 플레이트는 광학 초퍼(optical chopper)로서 상호 교환 가능하게 지칭될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 중실 부분을 통한 광의 투과를 방지하도록 구성되는 저 투과율 재료를 포함하는 중실 오브젝트(solid object)일 수도 있다. 저 투과율 재료는 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 중실 부분을 통한 광의 투과를 방지하도록 구성되는 어두운 코팅(dark coating)을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 어두운 코팅은, 이동 가능한 플레이트를 향해 지향되는 하나 이상의 광 빔의 복사 전력 및/또는 복사 에너지를 사전 결정된 양만큼 감소시키도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 사전 결정된 양은 복사 전력 및/또는 복사 에너지에서의 적어도 약 50 % 이상만큼의 감소에 대응할 수도 있다. 저 투과율 재료는 이동 가능한 플레이트의 표면 또는 가장자리에 분무, 인쇄, 코팅, 및/또는 물리적으로 도포될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 또는 적어도 세 개의 이상의 변을 갖는 임의의 다각형의 형상일 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 수평 단면을 가질 수도 있다. 수평 단면은 원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 또는 이들의 형상의 임의의 조합의 형상일 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 수직 단면을 가질 수도 있다. 수직 단면은 원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 또는 이들의 형상의 임의의 조합의 형상일 수도 있다.
이동 가능한 플레이트는 하나 이상의 치수(예를 들면, 높이, 길이, 폭, 및 두께)를 가질 수도 있다. 하나 이상의 치수는 적어도 약 1 밀리미터(mm), 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 10 센티미터(cm), 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm, 또는 그 이상일 수도 있다.
이동 가능한 플레이트는 하나 이상의 컷아웃을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트 상에서 배치되는 하나 이상의 개방 영역에 대응할 수도 있다. 하나 이상의 개방 영역은, 하나 이상의 컷아웃이 복수의 조명 소스 중 적어도 하나와 광학적으로 정렬될 때 이동 가능한 플레이트를 통한 광의 투과를 허용하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 개방 영역은, 이동 가능한 플레이트가 복수의 조명 소스와 관련하여 이동하는(예를 들면, 회전하는 및/또는 병진하는) 동안, 복수의 조명 소스 중 적어도 하나에 대해 하나 이상의 별개의 노출 시간을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 별개의 개방 영역을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 별개의 개방 영역은 하나 이상의 별개의 형상 또는 기하학적 형상을 가질 수도 있다. 하나 이상의 별개의 개방 영역은 이동 가능한 플레이트의 상이한 부분 상에 배치될 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트 상의 노치를 포함할 수도 있다. 도 2a는 노치(122)를 포함하는 이동 가능한 플레이트(120)를 예시한다. 노치(122)는 이동 가능한 플레이트(120)의 가장자리 또는 표면 상의 오목부(indentation) 또는 절개부(incision)일 수도 있다. 노치(122)는 삼각형, 쐐기, 또는 원형 부채꼴(즉, 두 개의 반경 및 호에 의해 둘러싸이는 디스크의 일부)의 형상일 수도 있다. 노치(122)는 이동 가능한 플레이트의 길이, 폭, 높이 또는 원주의 일부에 걸쳐 있을 수도 있다. 노치(122)는 0도보다 더 크고 360도보다 더 작은 각도 범위에 걸쳐 있을 수도 있다. 몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트(120)의 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트(120)의 상이한 부분 또는 섹션 상에 배열되는 복수의 노치(122)를 포함할 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 컷아웃은 이동 가능한 플레이트 상의 하나 이상의 환형 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 도 2b는 하나 이상의 환형 형상의 개구(124)를 갖는 이동 가능한 플레이트(120)를 예시한다. 하나 이상의 환형 형상의 개구(124)는 이동 가능한 플레이트(120)의 중심(121)으로부터 상이한 반경 방향 거리를 두고 배치될 수도 있다. 하나 이상의 환형 형상의 개구는 링 또는 링의 일부에 대응하는 환형 형상을 가질 수도 있다. 환형 형상은 두 개의 동심원에 의해 둘러싸이는 형상일 수도 있다. 두 개의 동심원은 이동 가능한 플레이트의 중심과 대응하는 중심을 가질 수도 있거나 또는 가지지 않을 수도 있다. 대안적으로, 환형 형상은 두 개의 동심원호(concentric arc) 및 두 개의 가장자리에 의해 둘러싸이는 형상일 수도 있다. 두 개의 가장자리는 두 개의 동심원호와 관련되는 중심 포인트로부터 연장되는 반경 방향 라인과 일치할 수도 있거나 또는 일치하지 않을 수도 있다.
몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트 상에서 배치되는 하나 이상의 개방 영역은 이동 가능한 플레이트의 중심으로부터 하나 이상의 반경 방향 거리를 두고 배치되는 하나 이상의 환형 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 반경 방향 거리는 별개일 수도 있다. 그러한 경우에, 하나 이상의 방사 거리 각각은 복수의 조명 소스 중 적어도 하나에 각각 대응할 수도 있다. 하나 이상의 환형 형상의 개구는 서로에 대해 하나 이상의 별개의 각도 포지션으로 배치될 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 환형 형상의 개구는 이동 가능한 플레이트의 중심으로부터 동일한 반경 방향 거리를 두고 배치될 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 개방 영역은 제1 환형 형상의 개구 및 제2 환형 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 그러한 경우에, 제1 환형 형상의 개구는 제2 환형 형상의 개구의 제2 원주 길이와는 상이한 제1 원주 길이를 가질 수도 있다. 다른 경우에, 하나 이상의 개방 영역은 상이한 원주 길이를 갖는 세 개 이상의 환형 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 원주 길이는 상기 복수의 조명 소스 각각에 대해 사전 결정된 노출 시간을 제공하도록 구성될 수도 있다. 사전 결정된 노출 시간은 이동 가능한 플레이트의 원주 길이 및/또는 회전 레이트(즉, 회전 레이트)에 기초하여 결정될 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 개방 영역은 하나 이상의 쐐기 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 쐐기 형상의 개구는 서로에 대해 하나 이상의 별개의 각도 포지션으로 배치될 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 개방 영역은 제1 쐐기 형상의 개구 및 제2 쐐기 형상의 개구를 포함할 수도 있다. 제1 쐐기 형상의 개구는 제2 쐐기 형상의 개구의 제2 원주 폭과는 상이한 제1 원주 폭을 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 개방 영역은 상이한 원주 폭을 갖는 세 개 이상의 쐐기 형상의 개구를 포함할 수도 있다.
상기에서 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 쐐기 형상의 개구는 원주 폭을 가질 수도 있다. 원주 폭은 이동 가능한 플레이트의 가장자리의 길이의 일부에 대응할 수도 있다. 원주 폭은 상기 복수의 조명 소스 각각에 대해 사전 결정된 노출 시간을 제공하도록 구성될 수도 있다. 사전 결정된 노출 시간은 원주 폭 및/또는 이동 가능한 플레이트의 회전 레이트에 기초하여 결정될 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 별개의 개방 영역은, (i) 제1 사전 결정된 시간 간격 동안 복수의 조명 소스 중 적어도 하나를 노출시키도록 구성되는 제1 개방 영역, 및 (ii) 제2 사전 결정된 시간 간격 동안 복수의 조명 소스 중 적어도 하나를 노출시키도록 구성되는 제2 개방 영역을 포함할 수도 있다. 제1 개방 영역은 제2 개방 영역과는 상이한 기하학적 형상 및/또는 형상을 가질 수도 있다. 제1 사전 결정된 시간 간격은 제2 사전 결정된 시간 간격과는 상이할 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 별개의 개방 영역은 하나 이상의 별개의 사전 결정된 시간 간격 동안 복수의 조명 소스 각각을 노출시키도록 구성되는 세 개 이상의 개방 영역을 포함할 수도 있다.
이동 가능한 플레이트 및/또는 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃은 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트 및/또는 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃은, (a) 이동 가능한 플레이트 또는 (b) 이동 가능한 플레이트의 컷아웃 부분에 대응하는 영역과 교차하는 및/또는 일치하는 광 경로 또는 벡터를 따라 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔이 방출되도록 및/또는 투과되도록 조명 소스(예를 들면, 백색 광원, 레이저 광원, 또는 인도시아닌(ICG) 여기 광원)가 이동 가능한 플레이트에 대해 배치되고 및/또는 배향될 때, 조명 소스와 광학적으로 정렬될 수도 있다.
이동 가능한 플레이트는, 연속적으로 (a) 하나 이상의 컷아웃을 통한 광의 투과를 허용하기 위해, 그리고 (b) 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 중실 부분과의 광의 그러한 투과를 물리적으로 차단하는 것에 의해 광의 투과를 방지하기 위해, 하나 이상의 조명 소스와 관련하여 이동하도록(예를 들면, 회전하도록 또는 병진하도록) 구성될 수도 있다. 하나 이상의 중실 부분은, 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이, 저 투과율 재료를 포함할 수도 있다.
이동 가능한 플레이트는 시계 방향 및/또는 반시계 방향으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 사전 결정된 회전 레이트로 회전하도록 구성될 수도 있다. 사전 결정된 회전 레이트는 적어도 약 100 RPM(rotations per minute; 분당 회전), 200 RPM, 300 RPM, 400 RPM, 500 RPM, 600 RPM, 700 RPM, 800 RPM, 900 RPM, 1000 RPM, 1100 RPM, 1200 RPM, 1300 RPM, 1400 RPM, 1500 RPM, 1600 RPM, 1700 RPM, 1800 RPM, 1900 RPM, 2000 RPM, 또는 그 이상일 수도 있다.
이동 가능한 플레이트는, 하나 이상의 사전 결정된 시간 간격 동안, 하나 이상의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔이 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃을 통과하는 것을 선택적으로 허용함으로써 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 사전 결정된 시간 간격은, (i) 이동 가능한 플레이트의 회전 레이트 및/또는 (ii) 하나 이상의 컷아웃과 연관된 형상 또는 기하학적 형상에 기초하여, 결정될 수도 있다. 하나 이상의 사전 결정된 시간 간격 동안, 복수의 조명 소스 중 적어도 하나는 하나 이상의 컷아웃 중 적어도 하나와 광학적으로 정렬될 수도 있다.
이동 가능한 플레이트는 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트는, 복수의 조명 소스의 적어도 서브세트가 이미징 기간에 대응하는 하나 이상의 시간 간격 동안 노출되도록 사전 결정된 회전 레이트로 회전하도록 구성될 수도 있다. 이미징 기간은, 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트를 갖는 이미징 디바이스가 하나 이상의 이미지 프레임을 획득하도록 구성되는 하나 이상의 시간 간격에 대응할 수도 있다. 이미징 디바이스는 이미지 센서 또는 카메라를 포함할 수도 있다.
이동 가능한 플레이트는 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 광 펄스는 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔(예를 들면, 백색 광 빔, 레이저 광 빔, 및/또는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광 빔)으로부터 획득될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트가, 하나 이상의 조명 소스를 하나 이상의 컷아웃과 광학적으로 정렬하는 제1 포지션과, 하나 이상의 조명 소스를 이동 가능한 플레이트의 중실 부분과 광학적으로 정렬하는 제2 포지션 사이에서 병진 이동하거나 또는 회전할 때, 광 펄스가 생성될 수도 있다. 광 펄스와 연관된 펄스 지속 기간은, 이동 가능한 플레이트가 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 병진하거나 또는 회전하는 시간 기간에 대응할 수도 있다. 펄스 지속 기간은 이동 가능한 플레이트의 형상 또는 기하학적 형상 및/또는 하나 이상의 컷아웃의 형상 또는 기하학적 형상의 함수일 수도 있다. 예를 들면, 제1 치수를 갖는 제1 컷아웃은, 제1 치수보다 더 작은 제2 치수를 갖는 제2 컷아웃에 의해 생성되는 제2 광 펄스와 연관된 제2 펄스 지속 기간보다 더 긴 제1 펄스 지속 기간을 갖는 제1 광 펄스를 생성할 수도 있다. 펄스 지속 기간은 이동 가능한 플레이트의 회전 레이트의 함수일 수도 있다. 예를 들면, 조명 소스가 하나 이상의 컷아웃과 광학적으로 정렬되는 것을 더 낮은 회전 레이트가 더 긴 시간의 기간 동안 허용할 수도 있기 때문에, 이동 가능한 플레이트가 더 낮은 회전 레이트로 회전할 때, 펄스 지속 기간은 더 길어질 수도 있다.
하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위한 이동 가능한 플레이트의 사용은, 본원에서 개시되는 시스템이, 의료 이미징 동안, 그리고 조명 소스를 전자적으로 펄스화하지 않고도, 복수의 조명 소스를 연속적으로 온 상태로 하여 동작하는 것을 허용할 수도 있다. 이것은 복수의 조명 소스가 하나 이상의 가간섭성 광 빔을 생성하고 유지하는 것을 허용할 수도 있다. 추가적인 이점으로서, 하나 이상의 광 빔(예를 들면, 백색 광 빔, 레이저 광 빔, 및/또는 ICG 여기 광 빔)은, 조명 소스가 전자적으로 펄스화되는, 또는 조명 소스가 온 상태와 오프 상태 사이에서 교대되는 시스템에 비해 하나 이상의 광 빔의 가간섭성이 향상되도록, 안정화되도록 허용될 수도 있다.
복수의 조명 소스 각각의 노출은 이미징 디바이스(예를 들면, 이미지 센서 및/또는 카메라)와 연관되는 이미지 프레임 캡쳐 레이트에 동기화될 수도 있다. 그러한 만큼, 하나 이상의 광 펄스의 생성 및/또는 투과는 이미징 디바이스에 의해 캡쳐되는 하나 이상의 이미지 프레임의 획득에 동기화될 수도 있다. 하나 이상의 이미지 프레임은 이미징 디바이스와 연과되는 이미지 프레임 캡쳐 레이트에서 획득될 수도 있다. 이미징 디바이스에 의해 캡쳐되는 하나 이상의 이미지 프레임은 피검자의 신체의 목표 영역과 하나 이상의 광 펄스의 서브세트의 상호 작용(즉, 반사 및/또는 편향)에 부분적으로 기초하여 생성되는 스펙트럼 데이터를 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 이미지 프레임 각각은 복수의 조명 소스의 상이한 조명 소스, 또는 복수의 조명 소스의 상이한 서브세트에 대응할 수도 있다.
몇몇 경우에, 복수의 조명 소스 각각의 노출은 타이밍 신호를 사용하여 이미징 디바이스의 이미지 프레임 캡쳐 레이트에 동기화될 수도 있다. 타이밍 신호는 하나 이상의 포토인터럽터를 사용하여 생성될 수도 있다. 포토인터럽터는, 하나 이상의 광 빔이 센서에 입사하는지를 검출하도록 구성되는 센서를 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 포토인터럽터가 복수의 조명 소스 각각에 인접하게 배치될 수도 있다. 하나 이상의 포토인터럽터는 타이밍 신호를 생성하도록 구성될 수도 있는데, 이것은 (i) 이미징 디바이스의 이미지 프레임 캡쳐 레이트를 조정하도록 및/또는 (ii) 카메라가 하나 이상의 이미지 프레임을 캡쳐하는 시간을 조정하도록 구성되는 마이크로컨트롤러에 제공될 수도 있다. 이미지 프레임 캡쳐 레이트를 조정하는 것은, 이미지 프레임 캡쳐 레이트를, 하나 이상의 조명 소스가 이동 가능한 플레이트의 노치를 통해 노출되는 레이트에 동기화시키는 것을 수반할 수도 있다. 대안적으로, 이미지 프레임 캡쳐 레이트를 조정하는 것은, 이미지 프레임 캡쳐 레이트를, 하나 이상의 조명 소스가 이동 가능한 플레이트의 노치를 통해 노출되는 시간에 동기화시키는 것을 수반할 수도 있다. 몇몇 경우에, 마이크로컨트롤러는 타이밍 신호를 수정하는 것에 의해 타이밍 신호의 송신과 연관되는 임의의 지연을 보상하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 경우에, 하나 이상의 포토인터럽터에 의해 생성되는 타이밍 신호는 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array; FPGA), 또는 하나 이상의 전자 게이트에 제공될 수도 있다. 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 및/또는 하나 이상의 전자 게이트는 하나 이상의 포토인터럽터로부터 획득되는 타이밍 신호에 기초하여 트리거 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 트리거 신호는 하나 이상의 이미지 프레임의 노출을 트리거하기 위해 카메라 또는 이미징 디바이스에 의해 사용될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 의료 이미징 시스템은 컷아웃, 세 개의 레이저 다이오드, 및 세 개의 레이저 다이오드에 인접하게 위치하는 세 개의 포토인터럽터를 갖는 이동 가능한 플레이트를 포함할 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 2400 RPM(분당 회전)의 회전 레이트에서 세 개의 레이저 다이오드를 기준으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 그러한 경우, 세 개의 포토인터럽터는 40 헤르츠(Hz)에서 펄스화하도록 구성될 수도 있다. 의료 이미징 시스템은 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 및/또는 세 개의 포토인터럽터에 의해 생성되는 하나 이상의 펄스를 120 Hz에서 트리거 신호로 결합하도록 구성되는 하나 이상의 전자 게이트를 포함할 수도 있다. 카메라 또는 이미징 디바이스는 트리거 신호의 수신시 하나 이상의 이미지 프레임을 캡쳐하도록 구성될 수도 있다. 카메라 또는 이미징 디바이스는 초당 120 프레임에서 하나 이상의 이미지 프레임을 획득하도록 구성될 수도 있다. 그러한 실시형태에서, 이동 가능한 플레이트의 움직임을 제어하도록 구성되는 모터의 지령이 내려진 속도는 카메라 또는 이미징 디바이스의 이미지 프레임 캡쳐 레이트를 지시할 수도 있다.
몇몇 경우에, 복수의 조명 소스 각각의 노출은, 이미징 디바이스에 의해 생성되는 타이밍 신호를 사용하여 이미징 디바이스의 이미지 프레임 캡쳐 레이트에 동기화될 수도 있다. 그러한 경우에, 이미징 디바이스는, 카메라가 하나 이상의 이미지 프레임을 캡쳐하는 레이트 및/또는 카메라가 하나 이상의 이미지 프레임을 캡쳐하는 시간에 기초하여 타이밍 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 타이밍 신호는 마이크로컨트롤러에 제공될 수도 있는데, 마이크로컨트롤러는, 하나 이상의 조명 소스가 이동 가능한 플레이트의 노치를 통해 노출되는 또는 펄스화되는 레이트 및/또는 시간을 조정하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 조명 소스의 노출의 레이트를 조정하는 것은, 이동 가능한 플레이트가 하나 이상의 조명 소스를 기준으로 회전하는 또는 병진하는 속도를 조정하는 것을 수반할 수도 있다. 다른 경우에, 하나 이상의 조명 소스의 노출의 레이트를 조절하는 것은, 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 노치가 하나 이상의 조명 소스와 광학적으로 정렬되는 시간을 조절하는 것을 수반할 수도 있다.
본원에서 개시되는 실시형태 중 임의의 것에서, 시스템은 복수의 조명 소스 및 이동 가능한 플레이트를 기준으로 회전하도록 구성되는 추가적인 이동 가능한 플레이트를 더 포함할 수도 있다. 추가적인 이동 가능한 플레이트는, 이동 가능한 플레이트가 회전하도록 구성되는 제1 레이트와는 상이한 제2 레이트로 회전하도록 구성될 수도 있다. 추가적인 이동 가능한 플레이트는, 이동 가능한 플레이트가 회전하도록 구성되는 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는, 추가적인 이동 가능한 플레이트 상의 컷아웃의 제2 세트와는 상이한 기하학적 형상 또는 배열을 갖는 컷아웃의 제1 세트를 포함할 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 추가적인 이동 가능한 플레이트의 제2 형상 또는 기하학적 형상과는 상이한 제1 형상 또는 기하학적 형상을 가질 수도 있다. 이동 가능한 플레이트 및 추가적인 이동 가능한 플레이트는 상이한 형상, 기하학적 형상, 및/또는 치수를 가질 수도 있다.
도 2c는 이동 가능한 플레이트(120a) 및 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b)를 예시한다. 이동 가능한 플레이트(120a) 및 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b)는 복수의 조명 소스 각각의 노출을 제어하도록 구성될 수도 있다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 이동 가능한 플레이트(120a)는 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b)와는 상이한 방향 및/또는 상이한 회전 레이트로 회전하도록 구성될 수도 있다.
도 2d 및 도 2e는, 이동 가능한 플레이트(120a) 및 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b)의 각각의 중심이 정렬될 때(즉, 유사한 축 상에 놓일 때)의 이동 가능한 플레이트(120a) 및 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b)의 상면도 및 저면도를 예시한다. 도 2d 및 도 2e에서 도시되는 바와 같이, 이동 가능한 플레이트(120a)는 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b) 상의 컷아웃의 제2 세트와는 상이한 기하학적 형상 또는 배열을 갖는 컷아웃의 제1 세트를 포함할 수도 있다. 그러한 경우에, 이동 가능한 플레이트(120a) 및 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b)는, 하나의 이동 가능한 플레이트(예를 들면, 이동 가능한 플레이트(120a) 또는 추가적인 이동 가능한 플레이트(120b) 중 어느 하나)가 조명 소스의 노출을 변조하기 위해 사용되었던 경우에만 조명 소스의 노출의 길이 및/또는 타이밍을 상이한 방식으로 변조하기 위해 동시에 사용될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 본 개시의 의료 이미징 시스템은 하나 이상의 광학 아이솔레이터(optical isolator)를 포함할 수도 있다. 광학 아이솔레이터는, 광학 신호(예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 하나 이상의 조명 소스를 사용하여 생성되는 하나 이상의 광 빔 또는 광 펄스)의 단방향 투과만을 허용하는 광학 디바이스 또는 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 광학 아이솔레이터는 이미징을 위한 더욱 안정적인 가간섭성 광원을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 광학 아이솔레이터는, 원치 않는 광학적 반사를 방지하기 위해 그리고 하나 이상의 조명 소스를 손상시킬 수 있고 및/또는 불안정성을 야기할 수 있는 외부 광학 피드백(예를 들면, 후방 반사)을 최소화하기 위해, 또한 사용될 수도 있다. 광학 아이솔레이터는 편광 의존 아이솔레이터(polarization dependent isolator)를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 광학 아이솔레이터는 편광 독립 아이솔레이터(polarization independent isolator)를 포함할 수도 있다.
몇몇 경우에, 광학 아이솔레이터는 본원의 다른 곳에서 설명되는 하나 이상의 조명 소스와 통합될 수도 있다. 그러한 경우에, 광학 아이솔레이터는 하나 이상의 조명 소스의 일부 또는 구조적 컴포넌트 상에서 배치될 수도 있고, 하나 이상의 조명 소스의 빔 경로를 따라 배치될 수도 있다. 다른 경우에, 광학 아이솔레이터는 본원의 다른 곳에서 설명되는 이동 가능한 플레이트(즉, 광학 쵸퍼)와 통합될 수도 있다. 대안적으로, 광학 아이솔레이터는, 하나 이상의 조명 소스의 빔 경로를 따라, 하나 이상의 조명 소스와 이동 가능한 플레이트 사이에서 배치될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 본 개시의 의료 이미징 시스템은 하나 이상의 대역통과 필터(bandpass filter)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 대역통과 필터는 본원에서 설명되는 조명 소스(예를 들면, 백색 광원, 레이저 광원, ICG 여기 광원, 등등) 중 임의의 것과 조합하여 사용될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 대역통과 필터는, 808 nm 여기 파장이 노치 필터를 사용하여 효과적으로 차단될 수 있도록 808 나노미터(nm) 여기 파장 주위에서 더 좁은 레이저 소스를 생성하기 위해 ICG 여기 레이저 상에서 사용될 수도 있고, 그에 의해, 여기 파장에 응답하여 형광을 발하는 목표 영역의 피쳐만의 시각화를 허용할 수도 있다.
도 3a는 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템을 예시한다. 시스템은 복수의 조명 소스(110)를 포함할 수도 있다. 복수의 조명 소스(110)는 하나 이상의 광 빔(210)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 광 빔(210)은 이동 가능한 플레이트(120)를 향해 지향될 수도 있다. 몇몇 경우에, 하나 이상의 광 빔(210)의 서브세트는 이동 가능한 플레이트(120)를 향해 지향될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트(120)는, 하나 이상의 별개의 시간 간격 동안 하나 이상의 광 빔(210)이 이동 가능한 플레이트(120)의 컷아웃을 통과하는 것이 허용되도록 하나 이상의 조명 소스(110)의 노출을 선택적으로 제어하는 것에 의해 하나 이상의 광 펄스(220)를 생성하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 별개의 시간 간격 동안, 복수의 조명 소스(110)의 서브세트는 이동 가능한 플레이트(120)의 컷아웃과 광학적으로 정렬될 수도 있다.
이동 가능한 플레이트(120)에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스(220)는 광 집성 모듈(130)에 의해 집성될 수도 있다. 광 집성 모듈(130)은 하나 이상의 광 펄스(220)를 수신하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 광 펄스(220)는 하나 이상의 광섬유 번들을 통해 광 집성 모듈(130)에 제공될 수도 있다. 하나 이상의 광섬유 번들은, 다수의 별개의 섬유를 통해 다수의 조명 소스(110)로부터 다수의 신호(예를 들면, 광 빔(210) 또는 광 펄스(220))를 수신하도록 구성될 수도 있다.
하나 이상의 광 펄스의 집성은 분기된 섬유 번들을 사용하여 수행될 수도 있다. 도 3b는 분기된 섬유 번들(300)의 예를 예시한다. 분기된 섬유 번들(300)은 분기된 섬유 번들(300)의 제1 단부에서 복수의 별개의 섬유 번들(310)을 포함할 수도 있다. 분기된 섬유 번들(300)의 제1 단부에 있는 별개의 섬유 번들(310) 각각은 이동 가능한 플레이트 및 복수의 조명 소스를 사용하여 생성되는 하나 이상의 광 펄스를 수신하도록 구성될 수도 있다. 복수의 조명 소스 각각을 펄스화하는 것에 의해 생성되는 광 펄스는 별개의 섬유 번들(310)의 하나 이상의 섬유 번들로 시준될(collimated) 수도 있다. 몇몇 경우에, 백색 광원을 사용하여 생성되는 하나 이상의 광 펄스는 또한 별개의 섬유 번들(310)의 섬유 번들로 커플링될 수도 있다. 별개의 섬유 번들(310)은 분기된 섬유 번들(300)의 제2 단부에 위치한 단일의 섬유 번들(320)로 결합 및 패킹될 수도 있다. 별개의 섬유 번들(310)은 하나 이상의 광 펄스를, 분기된 섬유 번들(300)의 제1 단부로부터 분기된 섬유 번들(300)의 제2 단부에 위치한 단일의 섬유 번들(320)로 지향시키도록 구성될 수도 있다. 단일의 섬유 번들(320)은, 이동 가능한 플레이트 및 복수의 조명 소스를 사용하여 생성되는 하나 이상의 광 펄스를 집성하여 스코프로 지향시키도록 구성될 수도 있다. 단일의 섬유 번들(320)은 스코프에 직접적으로 또는 간접적으로 커플링될 수도 있다. 분기된 섬유 번들(300)은 N 대 1 분기된 섬유 번들일 수도 있는데, 여기서 N은 복수의 조명 소스 내의 조명 소스의 개수에 대응하는 정수이다. N은 적어도 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 그 이상일 수도 있다. 몇몇 경우에, 분기된 섬유 번들(300)은 5:1로 분기된 섬유 번들일 수도 있다.
도 3a 및 도 4에서 도시되는 바와 같이, 광 집성 모듈(130)은, (a) 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔(210) 및/또는 (b) 이동 가능한 플레이트(120)에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스(220)에 기초하여 결합된 빔(230)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 결합된 광 빔(230)은 스코프(140)에 제공될 수도 있다. 스코프(140)는 복강경, 내시경, 보스코프, 비디오스코프, 또는 파이버스코프를 포함할 수도 있다. 스코프(140)는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔(230)을 목표 영역(150) 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다. 스코프는, 스코프의 원위 단부에서, 결합된 광 신호(230)가 목표 영역(150) 상으로 방출되고 그로부터 반사될 때 생성되는 반사된 광 신호를 수신하도록 구성될 수도 있다. 반사된 광 신호는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제1 부분은, 목표 부위가 제1 조명 소스(예를 들면, 백색 광원, 레이저 광원, 또는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광원)로 조명될 때 생성되는 편향된 광(예를 들면, 후방 산란된 광)을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제2 부분은, 목표 부위가 제1 조명 소스와는 상이한 제2 조명 소스로 조명될 때 생성되는 반사된 광을 포함할 수도 있다.
도 4에서 도시되는 바와 같이, 스코프는 반사된 광 신호를 스코프(140)의 원위 단부로부터 스코프(140)의 근위 단부로 그리고 스코프의 근위 단부에 인접하게 위치하는 광학기기 어셈블리(optics assembly; 160)로 지향시키도록 구성될 수도 있다. 광학기기 어셈블리(160)는 빔 스플리터를 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호는 빔 스플리터(예를 들면, 다이크로익 미러)를 통과할 수도 있다. 그렇게 함에 있어서, 반사된 광 신호는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분으로 분리될 수도 있다. 제1 부분은 제1 이미지를 생성하기 위해 이미지 센서(170)에 제공될 수도 있다. 제2 부분은 제2 이미지를 생성하기 위해 카메라(180)에 제공될 수도 있다. 이미지 센서(170)는 제1 이미지를 이미지 프로세싱 모듈(190)에 제공하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 제2 이미지를 이미지 프로세싱 모듈(190)에 제공하도록 구성될 수도 있다. 이미지 프로세싱 모듈(190)은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 결합된 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다. 결합된 이미지는 제1 이미지로부터의 하나 이상의 피쳐 및 제2 이미지로부터의 하나 이상의 피쳐를 포함하는 오버레이될 수도 있거나 또는 중첩된 이미지일 수도 있다.
도 5a 및 도 5b에서 예시되는 바와 같이, 몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트(120)는 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 복수의 조명 소스는 백색 광원(111) 및 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)을 포함할 수도 있다. 그러한 경우, 이동 가능한 플레이트(120) 및 백색 광원(111)은 공통의 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다(즉, 백색 광원은, 백색 광원에 의해 생성되는 백색 광 빔이 이동 가능한 플레이트 또는 이동 가능한 플레이트의 컷아웃 부분 중 어느 하나와 교차하지 않도록 또는 일치하지 않도록 배치 및/또는 배향될 수도 있다). 백색 광원은, 백색 광 빔이 이동 가능한 플레이트를 통과하지 않도록 이동 가능한 플레이트와 관련하여 배치될 수도 있다. 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스는 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
그러한 경우에, 광 집성 모듈(130)은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스(220)를 (b) 백색 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔(230)을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔(230)을 스코프(140)에 제공하도록 구성될 수도 있는데, 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔(230)을 피검자의 신체 내부의 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
본원에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 광 집성 모듈은 두 개 이상의 광 신호를 집성하도록 구성될 수도 있다. 두 개 이상의 광 신호는 광 펄스 및/또는 광 빔을 포함할 수도 있다. 두 개 이상의 광 신호를 집성하는 것은, (i) 두 개 이상의 광 펄스를 결합하는 것, (ii) 두 개 이상의 광 빔을 결합하는 것, 및/또는 (iii) 하나 이상의 광 펄스를 하나 이상의 광 빔과 결합하는 것을 수반할 수도 있다. 두 개 이상의 광 신호를 집성하는 것은 스펙트럼 빔 결합의 하나 이상의 양태를 수반할 수도 있다. 스펙트럼 빔 결합은, 입사 신호(즉, 펄스 또는 빔)를 그들 각각의 파장에 따라 편향시킬 수 있는 파장에 민감한 빔 결합기(예를 들면, 프리즘, 회절 격자, 다이크로익 미러, 및/또는 볼륨 브래그 격자(volume Bragg grating))를 사용하여 두 개 이상의 비가간섭성 신호를 중첩되지 않는 광학 스펙트럼과 결합하는 것을 수반할 수도 있고, 그 결과, 이들 신호는 모두 동일한 방향으로 전파된다. 몇몇 경우에, 스펙트럼 빔 결합은, 서로 일치할 수도 있는 하나 이상의 빔 경로를 따라 복수의 광 빔 및/또는 광 펄스를 반사하도록 구성되는 일련의 다이크로익 미러를 사용하여 수행될 수도 있다. 그러한 경우에, 광 빔 및/또는 광 펄스는 동일한 방향으로 전파될 수도 있다.
몇몇 경우에, 광 집성 모듈은 광 펄스의 제1 세트와 광 펄스의 제2 세트를 결합하도록 구성될 수도 있다. 그러한 경우에, 광 펄스의 제1 세트 및 광 펄스의 제2 세트를 결합하는 것은, 시간적 방식으로, 광 펄스의 제1 세트 또는 제2 세트 중 어느 하나로부터 하나 이상의 광 펄스를 순차적으로 정렬하는 것을 수반할 수도 있다. 대안적으로, 광 펄스의 제1 세트와 광 펄스의 제2 세트를 결합하는 것은 가간섭성 빔 결합 및/또는 스펙트럼 빔 결합의 하나 이상의 양태를 수반할 수도 있다.
다른 경우에, 광 집성 모듈은 광 빔의 제1 세트를 광 빔의 제2 세트와 결합하도록 구성될 수도 있다. 그러한 경우에, 광 빔의 제1 세트를 광 빔의 제2 세트와 결합하는 것은 가간섭성 빔 결합 및/또는 스펙트럼 빔 결합의 하나 이상의 양태를 수반할 수도 있다.
본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이, 결합된 광 신호(230)가 목표 영역 상으로 방출되고 그로부터 반사될 때 반사된 광 신호가 생성될 수도 있다. 반사된 광 신호는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제1 부분은, 목표 부위가 하나 이상의 레이저 광원에 의해 생성되는 하나 이상의 가간섭성 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스로 조명될 때 생성되는 편향된 광(예를 들면, 후방 산란된 광)을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제2 부분은, 목표 부위가 백색 광원에 의해 생성되는 백색 광 빔으로 조명될 때 생성되는 반사된 광을 포함할 수도 있다. 스코프(140)는 반사된 광 신호를 빔 스플리터(161)를 향해 지향시키도록 구성될 수도 있다. 빔 스플리터는, 반사된 광 신호를 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분으로 분리하도록 구성될 수도 있다. 제1 부분은 제1 이미지를 생성하기 위해 이미지 센서(170)에 제공될 수도 있다. 제2 부분은 제2 이미지를 생성하기 위해 카메라(180)에 제공될 수도 있다. 이미지 센서(170)는 제1 이미지를 이미지 프로세싱 모듈에 제공하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 제2 이미지를 이미지 프로세싱 모듈에 제공하도록 구성될 수도 있다. 이미지 프로세싱 모듈은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 결합된 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다.
도 5b는 반사된 광 신호를 수신하도록 구성될 수도 있는 광학기기 어셈블리(160)를 예시한다. 광학기기 어셈블리(160)는 다이크로익 미러(162)를 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 다이크로익 미러는 빔 스플리터, 하프 미러, 다이크로익 빔 스플리터, 또는 다중 대역 빔 스플리터와 상호 교환될 수도 있다. 다이크로익 미러(162)는, 목표 부위로부터 반사된 광 신호를 수신하도록 그리고 (i) 제1 전자기 스펙트럼 범위 내에 있는 광 신호의 제1 부분을 이미지 센서(170)를 향해 반사하도록, 그리고 (ii) 제2 전자기 스펙트럼 범위 내의 광 신호의 제2 부분이 카메라(180)를 향해 통과하는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 광학기기 어셈블리(160)와 통합될 수도 있거나 또는 통합되지 않을 수도 있다. 광학기기 어셈블리(160)는 롱 패스 필터(long pass filter; 163)를 포함할 수도 있다. 롱 패스 필터(163)는 이미지 센서(170)에 인접하여 및/또는 그 전방에 배치될 수도 있다. 이미지 센서는 단색 카메라 보드일 수도 있다. 광학기기 어셈블리(160)는 쇼트 패스 필터(short pass filter; 164)를 포함할 수도 있다. 쇼트 패스 필터(164)는 카메라(180)에 인접하여 및/또는 그 전방에 배치될 수도 있다.
도 6a는, (i) 이동 가능한 플레이트(120)를 통한 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)의 노출과 (ii) 이미지 센서 또는 카메라에 의해 캡쳐되는 하나 이상의 카메라 프레임의 동기화를 예시한다. 이동 가능한 플레이트(120)는 단일의 노치를 포함할 수도 있다. 카메라 프레임은 120 FPS(frames per second; 초당 프레임)에서 획득될 수도 있다. 각각의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)은 30 헤르츠(Hz)의 주파수에서 노출될 수도 있다. 그러한 경우, 이동 가능한 플레이트(120)는 약 1800 RPM(분당 회전)으로 회전할 수도 있다.
도 6b는, (i) 이동 가능한 플레이트(120)를 통한 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)의 노출과 (ii) 이미지 센서 또는 카메라에 의해 캡쳐되는 하나 이상의 카메라 프레임의 동기화를 예시한다. 이동 가능한 플레이트(120)는 상이한 형상 및/또는 기하학적 형상을 갖는 두 개의 별개의 노치를 포함할 수도 있다. 두 개의 별개의 노치 각각은 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4) 각각에 대해 상이한 노출 시간을 제공할 수도 있다. 카메라 프레임은 120 FPS(초당 프레임)에서 획득될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트의 각각의 회전마다, 각각의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)은 (i) 제1 노출 시간 동안 이동 가능한 플레이트의 제1 노치를 통해 노출될 수도 있고 (ii) 제2 노출 시간 동안 이동 가능한 플레이트의 제2 노치를 통해 노출될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트(120)는 약 900 RPM(분당 회전)으로 회전하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트는 (i) 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광원 둘 모두와 광학적으로 정렬될 수도 있다. 복수의 조명 소스는 백색 광원 및 하나 이상의 레이저 광원을 포함할 수도 있다. 그러한 경우에, 이동 가능한 플레이트에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스는 (i) 백색 광 빔 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
그러한 경우에, 광 집성 모듈은, (i) (a) 백색 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스와 결합하여, (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성될 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
도 7a 및 도 7b에서 예시되는 바와 같이, 몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트(120)는 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 복수의 조명 소스는 백색 광원(111), 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4), 및 ICG 여기 광원(113)을 포함할 수도 있다. 그러한 경우, 이동 가능한 플레이트(120) 및 백색 광원(111)은 공통의 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 게다가, 이동 가능한 플레이트(120) 및 ICG 여기 광원(113)은 공통의 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. ICG 여기 광원(113)으로부터의 ICG 여기 광 빔(213)은 이동 가능한 플레이트(120)에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이 연속적으로 투과될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트(120)에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스(220)는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔(212)으로부터 획득될 수도 있다.
그러한 경우에, 광 집성 모듈(130)은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔(212)으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스(220)를 (b) 백색 광 빔(211) 또는 ICG 여기 광 빔(213) 중 적어도 하나와 결합하여 (c) 결합된 광 빔(230)을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔(230)을 스코프(140)에 제공하도록 구성될 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 피검자의 신체 내의 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
상기에서 설명되는 바와 같이, 결합된 광 신호(230)가 목표 영역 상으로 방출되고 그로부터 반사될 때 반사된 광 신호가 생성될 수도 있다. 반사된 광 신호는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제1 부분은, 목표 부위가 하나 이상의 레이저 광 빔(212)으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스로 조명될 때 생성되는 편향된 광을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제2 부분은, 목표 부위가 상이한 광(예를 들면, 백색 광 빔(211) 또는 ICG 여기 광 빔(213))으로 조명될 때 생성되는 반사된 광을 포함할 수도 있다. 스코프(140)는 반사된 광 신호를 빔 스플리터(161)를 향해 지향시키도록 구성될 수도 있다. 빔 스플리터는, 반사된 광 신호를 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분으로 분리하도록 구성될 수도 있다. 제1 부분은 제1 이미지를 생성하기 위해 이미지 센서(170)에 제공될 수도 있다. 제2 부분은 제2 이미지를 생성하기 위해 카메라(180)에 제공될 수도 있다. 이미지 센서(170)는 제1 이미지를 이미지 프로세싱 모듈에 제공하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 제2 이미지를 이미지 프로세싱 모듈에 제공하도록 구성될 수도 있다. 이미지 프로세싱 모듈은 제1 이미지 및/또는 제2 이미지에 부분적으로 기초하여 결합된 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다.
도 7b는 반사된 광 신호를 수신하도록 구성될 수도 있는 광학기기 어셈블리(160)를 예시한다. 광학기기 어셈블리(160)는 다이크로익 미러(162)를 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 다이크로익 미러는 빔 스플리터, 하프 미러, 다이크로익 빔 스플리터, 또는 다중 대역 빔 스플리터와 상호 교환될 수도 있다. 다이크로익 미러(162)는, 목표 부위로부터 반사된 광 신호를 수신하도록 그리고 (i) 제1 전자기 스펙트럼 범위 내에 있는 광 신호의 제1 부분을 이미지 센서(170)를 향해 반사하도록, 그리고 (ii) 제2 전자기 스펙트럼 범위 내의 광 신호의 제2 부분이 카메라(180)를 향해 통과하는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 광학기기 어셈블리(160)와 통합될 수도 있거나 또는 통합되지 않을 수도 있다. 광학기기 어셈블리(160)는 롱 패스 필터(163)를 포함할 수도 있다. 롱 패스 필터(163)는 이미지 센서(170)에 인접하여 및/또는 그 전방에 배치될 수도 있다. 이미지 센서는 단색 카메라 보드일 수도 있다. 광학기기 어셈블리(160)는 쇼트 패스 필터(164)를 포함할 수도 있다. 쇼트 패스 필터(164)는 카메라(180)에 인접하여 및/또는 그 전방에 배치될 수도 있다. 광학기기 어셈블리는 노치 필터(165)를 포함할 수도 있다. 노치 필터(165)는 대략 808 나노미터(nm)의 노치 폭을 가질 수도 있다. 노치 필터는 롱패스 필터(163)와 이미지 센서(170) 사이에서 배치될 수도 있다.
도 8은, (i) 이동 가능한 플레이트(120)를 통한 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3, 및 112-4)의 노출과 (ii) 이미지 센서 또는 카메라에 의해 캡쳐되는 하나 이상의 카메라 프레임의 동기화를 예시한다. 복수의 조명 소스는, 이동 가능한 플레이트와 광학적으로 정렬되지 않는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광원(113)을 포함할 수도 있다. 이동 가능한 플레이트(120)는 단일의 노치를 포함할 수도 있다. 이미징 디바이스는, 하나 이상의 레이저 광원의 노출에 기초하여 카메라 프레임의 제1 세트를 캡쳐하도록 구성될 수도 있다. 그후, 하나 이상의 레이저 광원은 턴오프될 수도 있고, ICG 여기 광원은 턴온될 수도 있다. 이미징 디바이스는, ICG 여기 광원에 의해 생성되는 하나 이상의 ICG 여기 광 빔에 기초하여 카메라 프레임의 제2 세트를 캡쳐하도록 구성될 수도 있다. 카메라 프레임의 제1 세트 및 카메라 프레임의 제2 세트는 초당 120 FPS(초당 프레임)에서 획득될 수도 있다. ICG 방출 특성(예를 들면, ICG 여기 광 빔과의 하나 이상의 염료의 상호 작용에 의해 야기되는 형광)은, ICG 여기 광원이 턴온되고 및/또는 인에이블되는 임의의 카메라 프레임에서 이미지화될 수도 있다.
도 9a 및 도 9b에서 예시되는 바와 같이, 몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트(120)는 (i) 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 및 112-3) 및 (ii) ICG 여기 광원(113)과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 복수의 조명 소스는 백색 광원(111), 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 및 112-3), 및 ICG 여기 광원(113)을 포함할 수도 있다. 그러한 경우, 이동 가능한 플레이트 및 백색 광원은 공통의 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트(120)에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스(220)는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 (ii) ICG 여기 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
그러한 경우에, 광 집성 모듈(130)은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스(220)를 (b) 백색 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔(230)을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔(230)을 스코프(140)에 제공하도록 구성될 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
상기에서 설명되는 바와 같이, 결합된 광 신호(230)가 목표 영역 상으로 방출되고 그로부터 반사될 때 반사된 광 신호가 생성될 수도 있다. 반사된 광 신호는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제1 부분은, 목표 부위가 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3) 및/또는 ICG 여기 광원(113)에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스(220)로 조명될 때 생성되는 편향된 광(예를 들면, 후방 산란된 광)을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제2 부분은, 목표 부위가 상이한 광(예를 들면, 백색 광 빔)으로 조명될 때 생성되는 반사된 광을 포함할 수도 있다. 스코프(140)는 반사된 광 신호를 빔 스플리터(161)를 향해 지향시키도록 구성될 수도 있다. 빔 스플리터는, 반사된 광 신호를 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분으로 분리하도록 구성될 수도 있다. 제1 부분은 제1 이미지를 생성하기 위해 이미지 센서(170)에 제공될 수도 있다. 제2 부분은 제2 이미지를 생성하기 위해 카메라(180)에 제공될 수도 있다. 이미지 센서(170)는 제1 이미지를 이미지 프로세싱 모듈에 제공하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 제2 이미지를 이미지 프로세싱 모듈에 제공하도록 구성될 수도 있다. 이미지 프로세싱 모듈은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 결합된 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다.
도 9b는 반사된 광 신호를 수신하도록 구성될 수도 있는 광학기기 어셈블리(160)를 예시한다. 광학기기 어셈블리(160)는 다이크로익 미러(162)를 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 다이크로익 미러는 빔 스플리터, 하프 미러, 다이크로익 빔 스플리터, 또는 다중 대역 빔 스플리터와 상호 교환될 수도 있다. 다이크로익 미러(162)는, 목표 부위로부터 반사된 광 신호를 수신하도록 그리고 (i) 제1 전자기 스펙트럼 범위 내에 있는 광 신호의 제1 부분을 이미지 센서(170)를 향해 반사하도록, 그리고 (ii) 제2 전자기 스펙트럼 범위 내의 광 신호의 제2 부분이 카메라(180)를 향해 통과하는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 광학기기 어셈블리(160)와 통합될 수도 있거나 또는 통합되지 않을 수도 있다. 광학기기 어셈블리(160)는 롱 패스 필터(163)를 포함할 수도 있다. 롱 패스 필터(163)는 이미지 센서(170)에 인접하여 및/또는 그 전방에 배치될 수도 있다. 이미지 센서는 단색 카메라 보드일 수도 있다. 광학기기 어셈블리(160)는 쇼트 패스 필터(164)를 포함할 수도 있다. 쇼트 패스 필터(164)는 카메라(180)에 인접하여 및/또는 그 전방에 배치될 수도 있다. 광학기기 어셈블리는 노치 필터(165)를 포함할 수도 있다. 노치 필터(165)는 대략 808 나노미터(nm)의 노치 폭을 가질 수도 있다. 노치 필터는 롱패스 필터(163)와 이미지 센서(170) 사이에서 배치될 수도 있다.
도 10은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광원(112-1, 112-2, 112-3) 및 (b) ICG 여기 광원(113)의 노출 및 (ii) 이미지 센서 또는 카메라에 의해 캡쳐되는 하나 이상의 카메라 프레임의 획득의 동기화를 예시한다. 하나 이상의 레이저 광원 및 ICG 여기 광원은 이동 가능한 플레이트와 광학적으로 정렬될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트(120)는 단일의 노치를 포함할 수도 있다. 이미징 디바이스는, 하나 이상의 레이저 광원의 노출에 기초하여 카메라 프레임의 제1 세트를 캡쳐하도록 구성될 수도 있다. 이미징 디바이스는 ICG 여기 광원의 제어된 노출에 기초하여 카메라 프레임의 제2 세트를 캡쳐하도록 구성될 수도 있다. 카메라 프레임의 제1 세트는 120 FPS(초당 프레임)에서 획득될 수도 있다. 카메라 프레임의 제2 세트는 30 FPS(초당 프레임)에서 획득될 수도 있다. 카메라 프레임의 제2 세트는 하나 이상의 ICG 방출 특성(예를 들면, ICG 여기 광 빔과의 하나 이상의 염료의 상호 작용에 의해 야기되는 형광)을 캡쳐할 수도 있다. 카메라 프레임의 제2 세트는 1/N 프레임에서 이미지화될 수도 있는데, 여기서 N은 이동 가능한 플레이트(120)와 광학적으로 정렬되는 레이저 광원의 개수에 대응할 수도 있다.
몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트는 (i) 하나 이상의 레이저 광원 및 (ii) 백색 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 복수의 조명 소스는, 백색 광원, 하나 이상의 레이저 광원, 및 ICG 여기 광원을 포함할 수도 있다. 그러한 경우, 이동 가능한 플레이트 및 ICG 여기 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않을 수도 있다. ICG 여기 광원으로부터의 ICG 여기 광 빔은 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이, 연속적으로 투과될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 (ii) 백색 광 빔으로부터 획득될 수도 있다.
그러한 경우에, 광 집성 모듈은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔 및 백색 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) ICG 여기 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성될 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트는 (i) 하나 이상의 레이저 광원, (ii) 백색 광원, 및 (iii) ICG 여기 광원과 광학적으로 정렬될 수도 있다. 그러한 경우에, 이동 가능한 플레이트에 의해 생성되는 하나 이상의 광 펄스는 (i) 하나 이상의 레이저 광 빔, (ii) 백색 광 빔, 및 (iii) ICG 여기 광 빔으로부터 획득될 수도 있다. 게다가, 광 집성 모듈은, (i) (a) 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 (b) 백색 광 빔 및 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스와 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성될 수도 있다. 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능할 수도 있고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
도 11a 및 도 11b는 이동 가능한 플레이트(120)와 광학적으로 정렬되는 레이저 광원(112) 및 백색 광원(111)을 예시한다. 백색 광원(111) 및 레이저 광원(112)은 동시에 그리고 연속적으로 작동될 수도 있다. 백색 광원은 목표 영역의 표준 컬러 이미지 및/또는 비디오를 복구하기 위해 사용될 수도 있다. 레이저 광원은 목표 영역의 레이저 스펙클 콘트라스트 이미징을 위해 사용될 수도 있다. 이동 가능한 플레이트(120)는, 백색 광원(111) 및 레이저 광원(112)의 노출을 제어하는 것에 의해 하나 이상의 광 펄스(220)를 생성하도록 구성될 수도 있다. 광 집성 모듈(130)은, 백색 광원(111)과 연관된 광 펄스의 하나 이상의 세트를, 레이저 광원(112)과 연관된 광 펄스의 하나 이상의 세트와 결합하여 결합된 광 빔(230)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 결합된 광 빔(230)은 스코프(140)에 제공될 수도 있는데, 스코프는 결합된 광 빔(230)을 피검자의 신체의 목표 영역으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
결합된 광 신호(230)가 목표 영역 상으로 방출되고 그로부터 반사될 때 반사된 광 신호가 생성될 수도 있다. 반사된 광 신호는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제1 부분은, 목표 부위가 레이저 광원(112)에 의해 생성되는 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스(220)로 조명될 때 생성되는 편향된 광(예를 들면, 후방 산란된 광)을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제2 부분은, 목표 부위가 백색 광원(111)에 의해 생성되는 하나 이상의 백색 광 빔으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스(220)로 조명될 때 생성되는 반사된 광을 포함할 수도 있다. 스코프(140)는 반사된 광 신호를 광학기기 어셈블리를 향해 지향시키도록 구성될 수도 있다. 광학기기 어셈블리는 포커싱 커플러(focusing coupler; 169)를 포함할 수도 있다. 포커싱 커플러는, 반사된 광 신호의 제1 부분 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분을 카메라(180)로 포커싱, 변조, 및/또는 지향시키도록 구성될 수도 있다. 카메라는, 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분에 기초하여 목표 영역의 결합된 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 카메라는 결합된 이미지, 반사된 광 신호의 제1 부분, 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분을 카메라 박스(camera box; 185)로 제공하도록 구성될 수도 있다. 카메라 박스(185)는 결합된 이미지, 반사된 광 신호의 제1 부분, 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분을 사전 프로세싱하도록 및/또는 수정하도록 구성될 수도 있다. 카메라 박스(185)는 사전 프로세싱된 이미지, 반사된 광 신호의 제1 부분, 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분을 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit ; CPU)(190)으로 제공하도록 구성될 수도 있다. CPU(190)는 반사된 광 신호의 제1 부분 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분에 기초하여 목표 영역의 수정된 및/또는 오버레이된(즉, 중첩된) 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다.
도 11a 및 도 11b에서 예시되는 바와 같이, 카메라(180)는 백색 광원(111)과 연관된 프레임의 제1 세트, 및 레이저 광원(112)과 연관된 프레임의 제2 세트를 캡쳐하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)에 의해 캡쳐되는 프레임은 프레임의 제1 세트로부터의 프레임과 프레임의 제2 세트로부터의 프레임 사이에서 교대할 수도 있다. 백색 광원(111)의 노출은 하나 이상의 짝수 번호의 프레임의 획득과 동기화될 수도 있다. 레이저 광원(112)의 노출은 하나 이상의 홀수 번호의 프레임의 획득과 동기화될 수도 있다. 카메라(180)는 초당 120 프레임으로 프레임을 캡쳐하도록 구성될 수도 있다. 카메라(180)는 백색 광원(111)의 경우 초당 60 프레임을 캡쳐하도록 그리고 레이저 광원(112)의 경우 초당 다른 60 프레임을 캡쳐하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 경우에, 카메라(180) 및/또는 카메라 박스(185)는 하나 이상의 광 펄스의 생성과 하나 이상의 프레임의 획득 사이의 위상 지연을 캘리브레이팅하도록 구성될 수도 있다. 그러한 경우에, 카메라(180) 및/또는 카메라 박스(185)는, 짝수 번호의 프레임이 완전히 어두워지고 홀수 번호의 프레임이 밝아질 때까지, (i) 하나 이상의 조명 소스를 턴오프하도록 그리고 (ii) 이동 가능한 플레이트에 대한 하나 이상의 지연 파라미터를 튜닝, 스윕 및/또는 최적화하도록 구성될 수도 있다.
도 12는, (a) 백색 광원(111)에 의해 생성되는 백색 광 빔과 레이저 광원(112)에 의해 생성되는 레이저 광 빔을 집성하여 (b) 결합된 광 빔(230)을 생성하도록 구성되는 광 집성 모듈(130)을 예시한다. 결합된 광 빔(230)은 스코프(140)에 제공될 수도 있는데, 스코프는 결합된 광 빔(230)을 피검자의 신체의 목표 영역으로 지향시키도록 구성될 수도 있다. 레이저 광 빔 및 백색 광 빔은 안정적인 출력 전력을 갖는 연속 빔으로서 투과될 수도 있다.
결합된 광 신호(230)가 목표 영역 상으로 방출되고 그로부터 반사될 때 반사된 광 신호가 생성될 수도 있다. 반사된 광 신호는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제1 부분은, 목표 부위가 레이저 광원(112)에 의해 생성되는 하나 이상의 레이저 광 빔으로 조명될 때 생성되는 편향된 광(예를 들면, 후방 산란된 광)을 포함할 수도 있다. 반사된 광 신호의 제2 부분은, 목표 부위가 백색 광원(111)에 의해 생성되는 하나 이상의 백색 광 빔으로 조명될 때 생성되는 반사된 광을 포함할 수도 있다. 스코프(140)는 반사된 광 신호를 광학기기 어셈블리를 향해 지향시키도록 구성될 수도 있다. 광학기기 어셈블리는 포커싱 커플러(focusing coupler; 169)를 포함할 수도 있다. 포커싱 커플러(169)는, 반사된 광 신호의 제1 부분 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분을 카메라(180)로 포커싱, 변조, 및/또는 지향시키도록 구성될 수도 있다. 포커싱 커플러(169)는 이중 대역 통과 필터(dual band pass filter) 및 이중 포커싱 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 카메라(180)는, 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분에 기초하여 목표 영역의 결합된 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 카메라는 결합된 이미지, 반사된 광 신호의 제1 부분, 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분을 CPU(190)로 제공하도록 구성될 수도 있다. CPU(190)는 결합된 이미지, 반사된 광 신호의 제1 부분, 및/또는 반사된 광 신호의 제2 부분을 프로세싱 및/또는 수정하도록 구성될 수도 있다. CPU(190)는 반사된 광 신호의 제1 부분 및 반사된 광 신호의 제2 부분에 기초하여 목표 영역의 수정된 및/또는 오버레이된(즉, 중첩된) 이미지를 생성하도록 구성될 수도 있다.
다른 양태에서, 본 개시는 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템을 제공한다. 시스템은, (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 또는 레이저 광원, 중 적어도 두 개를 포함하는 복수의 조명 소스; 및 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트를 포함할 수도 있다. 이동 가능한 플레이트는 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬될 수도 있고 (i) 하나 이상의 조명 소스와 관련하여 이동하도록 그리고 (ii) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 동기화하여 하나 이상의 조명 소스의 펄스화를 제어하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 이동 가능한 플레이트는, 복수의 조명 소스 각각이 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 컷아웃과 광학적으로 정렬되는 하나 이상의 시간 간격을 조정하는 것에 의해, 하나 이상의 조명 소스의 펄스화를 제어하도록 구성될 수도 있다.
다른 양태에서, 본 개시는 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 다음의 것을 포함할 수도 있다: (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 레이저 광원을 포함하는 복수의 조명 소스를 제공하는 것; 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔을 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트 - 이동 가능한 플레이트는 (i) 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고, (ii) (a) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여, 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하기 위하여, 그리고 (b) 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위하여, 이동하도록 구성됨 - 를 향해 지향시키는 것; 및 하나 이상의 광 펄스를 광 집성 모듈 - 광 집성 모듈은 (i) 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔 각각으로부터 획득되는 하나 이상의 광 펄스를 결합하여 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되고, 스코프는 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성됨 - 에 제공하는 것. 몇몇 경우에, 복수의 조명 소스는 ICG 여기 광 빔을 생성하도록 구성되는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광원을 더 포함할 수도 있다.
도 13은 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 방법의 예를 예시한다. 방법은 다음의 것을 포함할 수도 있다: (a) 조명 소스를 사용하여 하나 이상의 광 빔을 생성하는 것(1310), (b) 하나 이상의 광 빔을 이동 가능한 플레이트로 지향시키는 것(1320), (c) 하나 이상의 광 빔으로부터 하나 이상의 광 펄스를 생성하는 것(1330), (d) 하나 이상의 광 펄스를 광 집성 모듈로 지향시키는 것(1340), (e) 하나 이상의 광 펄스를 결합된 광 신호로 결합하는 것(1350), (f) 결합된 광 신호를 스코프에 제공하는 것(1360), 및 (g) 결합된 광 빔을 목표 영역 상으로 지향시키는 것(1370).
컴퓨터 시스템
본 개시의 다른 양태는 본 개시의 방법을 구현하도록 프로그래밍되는 또는 다르게는 구성되는 컴퓨터 시스템을 제공한다. 도 14는, 의료 이미징을 위한 방법을 구현하도록 프로그래밍되는 또는 다르게 구성되는 컴퓨터 시스템(1401)을 도시한다. 컴퓨터 시스템(1401)은, (a) 조명 소스를 사용하여 하나 이상의 광 빔을 생성하도록, (b) 하나 이상의 광 빔을 이동 가능한 플레이트로 지향시키도록, (c) 하나 이상의 광 빔으로부터 하나 이상의 광 펄스를 생성하도록, (d) 하나 이상의 광 펄스를 광 집성 모듈로 지향시키도록, (e) 하나 이상의 광 펄스를 결합된 광 신호로 결합하도록, (f) 결합된 광 신호를 스코프에 제공하도록, 그리고 (g) 결합된 광 빔을 피검자의 신체 신체의 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다. 컴퓨터 시스템(1401)은, 전자 디바이스와 관련하여 원격에 위치하는 컴퓨터 시스템 또는 유저의 전자 디바이스일 수 있다. 전자 디바이스는 모바일 전자 디바이스일 수 있다.
컴퓨터 시스템(1401)은, 단일 코어 또는 멀티 코어 프로세서, 또는 병렬 프로세싱을 위한 복수의 프로세서일 수 있는 중앙 프로세싱 유닛(CPU, 본원에서 또한 "프로세서" 및 "컴퓨터 프로세서")(1405)을 포함할 수도 있다. 컴퓨터 시스템(1401)은 메모리 또는 기억 장소(1410)(예를 들면, 랜덤 액세스 메모리, 리드 온리 메모리, 플래시 메모리), 전자 스토리지 유닛(1415)(예를 들면, 하드 디스크), 하나 이상의 다른 시스템과의 통신을 위한 통신 인터페이스(1420)(예를 들면, 네트워크 어댑터), 및 주변장치 디바이스(1425), 예컨대 캐시, 다른 메모리, 데이터 스토리지 및/또는 전자 디스플레이 어댑터를 또한 포함한다. 메모리(1410), 스토리지 유닛(1415), 인터페이스(1420) 및 주변장치 디바이스(1425)는 마더보드와 같은 통신 버스(실선)를 통해 CPU(1405)와 통신한다. 스토리지 유닛(1415)은 데이터를 저장하기 위한 데이터 스토리지 유닛(또는 데이터 저장소)일 수 있다. 컴퓨터 시스템(1401)은 통신 인터페이스(1420)의 도움으로 컴퓨터 네트워크("네트워크")(1430)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 네트워크(1430)는 인터넷, 인터넷 및/또는 엑스트라넷, 또는 인터넷과 통신하는 인트라넷 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 네트워크(1430),는 몇몇 경우에, 원격 통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크(1430)는, 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산 컴퓨팅을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 네트워크(1430)는, 몇몇 경우에 컴퓨터 시스템(1401)의 도움으로, 피어 투 피어 네트워크를 구현할 수도 있는데, 피어 투 피어 네트워크는 컴퓨터 시스템(1401)에 커플링되는 디바이스가 클라이언트 또는 서버로서 거동하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
CPU(1405)는, 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 머신 판독 가능 명령어의 시퀀스를 실행할 수 있다. 명령어는 메모리(1410)와 같은 기억 장소에 저장될 수도 있다. 명령어는 CPU(1405)로 지향될 수 있는데, 명령어는 본 개시의 방법을 구현하도록 CPU(1405)를 후속하여 프로그래밍하거나 또는 다르게는 구성할 수 있다. CPU(1405)에 의해 수행되는 동작의 예는 페치(fetch), 디코드(decode), 실행(execute), 및 라이트백(writeback)을 포함할 수 있다.
CPU(1405)는 집적 회로와 같은 회로의 일부일 수 있다. 시스템(1401)의 하나 이상의 다른 컴포넌트가 회로에 포함될 수 있다. 몇몇 경우에, 회로는 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC)이다.
스토리지 유닛(1415)은, 드라이버, 라이브러리, 저장된 프로그램과 같은 파일을 저장할 수 있다. 스토리지 유닛(1415)은 유저 데이터, 예를 들면, 유저 선호도 및 유저 프로그램을 저장할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1401)은, 몇몇 경우에, 컴퓨터 시스템(1401) 외부에(예를 들면, 인트라넷 또는 인터넷을 통해 컴퓨터 시스템(1401)과 통신하는 원격 서버에) 위치하는 하나 이상의 추가적인 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1401)은 네트워크(1430)를 통해 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터 시스템(1401)은 유저(예를 들면, 환자, 피검자, 의사, 의료 오퍼레이터, 시술자(surgical operator), 간호사, 외과 의사, 등등)의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 원격 컴퓨터 시스템의 예는 퍼스널 컴퓨터(예를 들면, 휴대용 PC), 슬레이트 또는 태블릿 PC(예를 들면, Apple® iPad(애플 아이패드), Samsung® Galaxy Tab(삼성 갤럭시 탭)), 전화기, 스마트폰(예를 들면, Apple® iPhone(애플 아이폰), Android(안드로이드) 대응 디바이스, Blackberry®(블랙베리)), 또는 개인 휴대형 정보 단말(personal digital assistant)을 포함한다. 유저는 네트워크(1430)를 통해 컴퓨터 시스템(1401)에 액세스할 수 있다.
본원에서 설명되는 바와 같은 방법은 컴퓨터 시스템(1401)의 전자 저장 위치 상에, 예컨대, 예를 들면, 메모리(1410) 또는 전자 스토리지 유닛(1415) 상에 저장되는 머신(예를 들면, 컴퓨터 프로세서) 실행 가능 코드를 통해 구현될 수 있다. 머신 실행 가능 코드 또는 머신 판독 가능 코드는 소프트웨어의 형태로 제공될 수 있다. 사용 동안, 코드는 프로세서(1405)에 의해 실행될 수 있다. 몇몇 경우에, 코드는 스토리지 유닛(1415)으로부터 검색될 수 있고 프로세서(1405)에 의한 준비된 액세스를 위해 메모리(1410) 상에 저장될 수 있다. 몇몇 상황에서, 전자 스토리지 유닛(1415)은 배제될 수 있고, 머신 실행 가능 명령어는 메모리(1410) 상에 저장된다.
코드는 코드를 실행하도록 프로세서가 적응된 머신과의 사용을 위해 사전 컴파일되어 구성될 수 있거나, 또는 런타임 동안 컴파일될 수 있다. 코드는, 코드가 사전 컴파일된 양식으로 또는 컴파일시 양식으로 실행되는 것을 가능하게 하도록 선택될 수 있는 프로그래밍 언어로 제공될 수 있다.
컴퓨터 시스템(1401)과 같은 본원에서 제공되는 시스템 및 방법의 양태는 프로그래밍에서 구체화될 수 있다. 본 기술의 다양한 양태는, 통상적으로, 어떤 타입의 머신 판독 가능 매체에서 구체화되는 또는 그 머신 판독 가능 매체 상에서 반송되는(carried) 머신(또는 프로세서) 실행 가능 코드 및/또는 관련된 데이터 형태의 "제품" 또는 "제조 물품"으로서 간주될 수도 있다. 머신 실행 가능 코드는, 메모리(예를 들면, 리드 온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리) 또는 하드 디스크와 같은 전자 스토리지 유닛 상에 저장될 수 있다. "스토리지" 타입 매체는, 컴퓨터, 프로세서 또는 등등, 또는 이들의 관련된 모듈의 의 유형의 메모리, 예컨대 소프트웨어 프로그래밍에 대한 비일시적 스토리지를 임의의 시간에 제공할 수도 있는, 다양한 반도체 메모리, 테이프 드라이브, 디스크 드라이브, 및 등등 중 임의의 것 또는 모두를 포함할 수 있다. 소프트웨어의 모두 또는 일부는, 때때로, 인터넷 또는 다양한 다른 원격 통신 네트워크를 통해 통신될 수도 있다. 그러한 통신은, 예를 들면, 하나의 컴퓨터 또는 프로세서로부터 다른 것으로의, 예를 들면, 관리 서버 또는 호스트 컴퓨터로부터 애플리케이션 서버의 컴퓨터 플랫폼으로의 소프트웨어의 로딩을 가능하게 할 수도 있다. 따라서, 소프트웨어 엘리먼트를 지닐 수도 있는 다른 타입의 매체는, 유선 및 광학 지상 회선 네트워크를 통해 그리고 다양한 공중 링크를 통해, 예컨대, 로컬 디바이스 사이의 물리적 인터페이스에 걸쳐 사용되는, 광학파(optical wave), 전기파(electrical wave) 및 전자기파(electromagnetic wave)를 포함한다. 유선 또는 무선 링크, 광학 링크 또는 등등과 같은, 그러한 파를 반송하는 물리적 엘리먼트도 소프트웨어를 지닌 매체로서 또한 간주될 수도 있다. 본원에서 사용될 때, 비일시적인 유형의 "스토리지" 매체로 제한되지 않는 한, 컴퓨터 또는 머신 "판독 가능 매체"와 같은 용어는, 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참가하는 임의의 매체를 지칭한다.
그러므로, 컴퓨터 실행 가능 코드와 같은 머신 판독 가능 매체는, 유형의 저장 매체, 반송파 매체 또는 물리적 송신 매체를 포함하는 그러나 이들로 제한되지는 않는 많은 형태를 취할 수도 있다. 도면에서 도시되는 데이터베이스, 등등을 구현하기 위해, 예를 들면, 광학 디스크 또는 자기 디스크를 포함하는 불휘발성 저장 매체, 또는 임의의 컴퓨터(들) 또는 등등의 임의의 스토리지 디바이스가 사용될 수도 있다. 휘발성 저장 매체는 그러한 컴퓨터 플랫폼의 메인 메모리와 같은 동적 메모리를 포함한다. 유형의 송신 매체는, 컴퓨터 시스템 내의 버스를 포함하는 배선을 비롯하여, 동축 케이블; 구리선 및 광섬유를 포함한다. 반송파 송신 매체는, 전기 또는 전자기 신호, 또는 무선 주파수(radio frequency; RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 동안 생성되는 것들과 같은 음파 또는 광파(light wave)의 형태를 취할 수도 있다. 따라서, 컴퓨터 판독 가능 매체의 일반적인 형태는, 예를 들면, 다음의 것을 포함한다: 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD 또는 DVD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드 종이 테이프, 구멍의 패턴을 갖는 임의의 다른 물리적 저장 매체, RAM, ROM, PROM 및 EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 데이터 또는 명령어를 전송하는 반송파, 그러한 반송파를 전송하는 케이블 또는 링크, 또는 컴퓨터가 프로그래밍 코드 및/또는 데이터를 판독할 수도 있는 임의의 다른 매체. 컴퓨터 판독 가능 매체의 이들 형태 중 많은 것은, 하나 이상의 명령어의 하나 이상의 시퀀스를, 실행을 위해 프로세서로 반송함에 있어서 수반될 수도 있다.
컴퓨터 시스템(1401)은, 예를 들면, 복수의 조명 소스 및/또는 복수의 조명 소스와 관련하여 이동 가능한 플레이트의 움직임을 변조 및 제어하기 위한 포털을 제공하기 위한 유저 인터페이스(UI)(1440)를 포함하는 전자 디스플레이(1435)를 포함할 수 있거나 또는 그와 통신할 수 있다. 몇몇 경우에, 포털은 피검자의 신체 내부의 목표 영역으로부터의 결합된 광 빔의 반사 및/또는 편향에 부분적으로 기초하여 생성되는 하나 이상의 이미지 또는 카메라 프레임을 렌더링하기 위해, 보기위해, 모니터링하기 위해, 및/또는 조작하기 위해 사용될 수도 있다. 포털은 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface; API)를 통해 제공될 수도 있다. 유저 또는 엔티티는 UI를 통해 포털 내의 다양한 엘리먼트와 또한 상호 작용할 수 있다. UI의 예는, 제한 없이, 그래픽 유저 인터페이스(graphical user interface; GUI) 및 웹 기반의 유저 인터페이스를 포함한다.
본 개시의 방법 및 시스템은 하나 이상의 알고리즘에 의해 구현될 수 있다. 알고리즘은 중앙 프로세싱 유닛(1405)에 의한 실행시 소프트웨어를 통해 구현될 수 있다. 알고리즘은, (a) 조명 소스를 사용하여 하나 이상의 광 빔을 생성하도록, (b) 하나 이상의 광 빔을 이동 가능한 플레이트로 지향시키도록, (c) 하나 이상의 광 빔으로부터 하나 이상의 광 펄스를 생성하도록, (d) 하나 이상의 광 펄스를 광 집성 모듈로 지향시키도록, (e) 하나 이상의 광 펄스를 결합된 광 신호로 결합하도록, (f) 결합된 광 신호를 스코프에 제공하도록, 그리고 (g) 결합된 광 빔을 피검자의 신체 신체의 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성될 수도 있다.
본 개시의 바람직한 실시형태가 본원에서 도시되고 설명되지만, 그러한 실시형태는 단지 예로서 제공된다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 명세서 내에서 제공되는 특정한 예에 의해 본 개시가 제한되어야 한다는 것이 의도되지는 않는다. 본 개시가 상기 언급된 명세서를 참조하여 설명되었지만, 본원의 실시형태의 설명 및 예시는 제한적인 의미로 해석되도록 의도되지는 않는다. 이제, 본 개시로부터 벗어나지 않으면서, 기술 분야의 숙련된 자는 수많은 변형예, 변경예, 및 대체예를 떠올릴 것이다. 더구나, 본 개시의 모든 양태는, 다양한 조건 및 변수에 의존하는 본원에서 기술되는 특정한 묘사, 구성 또는 상대적 비율로 제한되지는 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본원에서 설명되는 본 개시의 실시형태에 대한 다양한 대안예가 본 개시의 하나 이상의 양태를 실시함에 있어서 활용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 개시는 임의의 그러한 대안예, 수정예, 변형예 또는 등가예를 또한 포괄할 것이다는 것이 고려된다. 다음의 청구범위는 본 개시의 범위를 정의한다는 것 및 이들 청구범위 및 그들의 균등물의 범위 내의 방법 및 구조는 그에 의해 포괄된다는 것이 의도된다.

Claims (70)

  1. 피검자(subject)의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템으로서,
    (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 또는 레이저 광원, 중 적어도 두 개를 포함하는 복수의 조명 소스; 및
    하나 이상의 컷아웃(cut-out)을 포함하는 이동 가능한 플레이트를 포함하고,
    상기 이동 가능한 플레이트는, (i) 상기 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고, (ii) (a) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여, 상기 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하기 위하여, 그리고 (b) 상기 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위하여, 이동하도록 구성되는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 상기 하나 이상의 조명 소스를 기준으로 회전하도록 구성되는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 컷아웃은 상기 이동 가능한 플레이트 상의 노치를 포함하는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 컷아웃은 상기 이동 가능한 플레이트의 상이한 부분 상에서 배열되는 복수의 노치를 포함하는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 컷아웃은 상기 이동 가능한 플레이트 상의 하나 이상의 환형 형상의 개구를 포함하는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 상기 이동 가능한 플레이트의 하나 이상의 중실 부분(solid portion)을 통한 광의 투과를 방지하도록 구성되는 저 투과율 재료를 포함하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이저 광원은, 상이한 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 두 개 이상의 레이저 광원을 포함하는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 레이저 광원은 기체 레이저, 화학 레이저, 액체 레이저, 염료 레이저, 금속 증기 레이저, 고체 상태 레이저, 또는 반도체 레이저를 포함하는, 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 레이저 광원은 적외선 레이저, 근적외선 레이저, 단파장 적외선 레이저, 중파장 적외선 레이저, 장파장 적외선 레이저, 또는 원적외선 레이저를 포함하는, 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 레이저 광원은 약 700 나노미터(nm)와 약 1 밀리미터(mm) 사이의 파장을 갖는 두 개 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는, 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 상기 하나 이상의 레이저 광원과 광학적으로 정렬되는, 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트 및 상기 백색 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않는, 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 백색 광원은, 상기 백색 광 빔이 상기 이동 가능한 플레이트를 통과하지 않도록 상기 이동 가능한 플레이트와 관련하여 배치되는, 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은 상기 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이 연속적으로 투과되는, 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 펄스는 상기 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는, 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    (i) (a) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스를 (b) 상기 백색 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 상기 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함하며, 상기 스코프는 상기 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 상기 결합된 광 빔을 상기 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성되는, 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 (i) 상기 백색 광원 및 (ii) 상기 하나 이상의 레이저 광원과 광학적으로 정렬되는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 펄스는 (i) 상기 백색 광 빔 및 (ii) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는, 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    (i) (a) 상기 백색 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스를 (b) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스와 결합하여, (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 상기 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함하며, 상기 스코프는 상기 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 상기 결합된 광 빔을 상기 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성되는, 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 조명 소스는 (iii) 인도시아닌 그린(indocyanine green; ICG) 여기 광 빔을 생성하도록 구성되는 ICG 여기 광원을 더 포함하는, 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 ICG 여기 광원은, 상기 ICG 여기 빔이 상기 이동 가능한 플레이트를 통과하지 않도록 상기 이동 가능한 플레이트와 관련하여 배치되는, 시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광원과 광학적으로 정렬되는, 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트 및 상기 백색 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않는, 시스템.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은 상기 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이 연속적으로 투과되는, 시스템.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트 및 상기 ICG 여기 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않는, 시스템.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 ICG 여기 광원으로부터의 ICG 여기 광 빔은 상기 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이 연속적으로 투과되는, 시스템.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 펄스는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는, 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    (i) (a) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스를 (b) 상기 백색 광 빔 또는 상기 ICG 여기 광 빔 중 적어도 하나와 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 상기 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함하며, 상기 스코프는 상기 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 상기 결합된 광 빔을 상기 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성되는, 시스템.
  29. 제20항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광원 및 (ii) 상기 ICG 여기 광원과 광학적으로 정렬되는, 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트 및 상기 백색 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않는, 시스템.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 백색 광원으로부터의 백색 광 빔은 상기 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이 연속적으로 투과되는, 시스템.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 펄스는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔 및 (ii) 상기 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는, 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    (i) (a) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔 및 상기 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스를 (b) 상기 백색 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 상기 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함하며, 상기 스코프는 상기 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 상기 결합된 광 빔을 상기 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성되는, 시스템.
  34. 제20항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광원 및 (ii) 상기 백색 광원과 광학적으로 정렬되는, 시스템.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트 및 상기 ICG 여기 광원은 공통 광학 축을 공유하지 않는, 시스템.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 ICG 여기 광원으로부터의 ICG 여기 광 빔은 상기 이동 가능한 플레이트에 의해 영향을 받거나 펄스로 분리되는 일 없이 연속적으로 투과되는, 시스템.
  37. 제34항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 펄스는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔 및 (ii) 상기 백색 광 빔으로부터 획득되는, 시스템.
  38. 제37항에 있어서,
    (i) (a) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔 및 상기 백색 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스를 (b) 상기 ICG 여기 광 빔과 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 상기 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함하며, 상기 스코프는 상기 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 상기 결합된 광 빔을 상기 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성되는, 시스템.
  39. 제20항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광원, (ii) 상기 백색 광원, 및 (iii) 상기 ICG 여기 광원과 광학적으로 정렬되는, 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 펄스는 (i) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔, (ii) 상기 백색 광 빔, 및 (iii) 상기 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는, 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    (i) (a) 상기 하나 이상의 레이저 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스를 (b) 상기 백색 광 빔 및 상기 ICG 여기 광 빔으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스와 결합하여 (c) 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 상기 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되는 광 집성 모듈을 더 포함하며, 상기 스코프는 상기 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 상기 결합된 광 빔을 상기 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성되는, 시스템.
  42. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 컷아웃은 상기 이동 가능한 플레이트 상에서 배치되는 하나 이상의 개방 영역에 대응하고, 상기 하나 이상의 개방 영역은, 상기 하나 이상의 컷아웃이 상기 복수의 조명 소스 중 적어도 하나와 정렬될 때 상기 이동 가능한 플레이트를 통한 광의 투과를 허용하도록 구성되는, 시스템.
  43. 제1항 또는 제20항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는, 하나 이상의 사전 결정된 시간 간격 동안, 상기 하나 이상의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔이 상기 이동 가능한 플레이트의 상기 하나 이상의 컷아웃을 통과하는 것을 선택적으로 허용함으로써 상기 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하도록 구성되는, 시스템.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 빔은 상기 하나 이상의 레이저 광 빔, 상기 백색 광 빔, 또는 상기 ICG 여기 광 빔을 포함하는, 시스템.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 하나 이상의 사전 결정된 시간 간격은, (i) 상기 이동 가능한 플레이트의 회전 속도 및 (ii) 상기 하나 이상의 컷아웃과 연관된 컷아웃 기하학적 형상에 기초하여 결정되는, 시스템.
  46. 제43항에 있어서,
    상기 복수의 조명 소스 중 적어도 하나는 상기 사전 결정된 시간 간격 동안 상기 하나 이상의 컷아웃 중 적어도 하나와 정렬되는, 시스템.
  47. 제42항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개방 영역은, 상기 이동 가능한 플레이트가 상기 복수의 조명 소스를 기준으로 회전하는 동안, 상기 복수의 조명 소스 중 적어도 하나에 대해 하나 이상의 별개의 노출 시간을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 별개의 개방 영역을 포함하는, 시스템.
  48. 제42항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개방 영역은, 상기 이동 가능한 플레이트의 중심으로부터 하나 이상의 반경 방향 거리를 두고 배치되는 하나 이상의 환형 형상의 개구를 포함하며, 상기 하나 이상의 반경 방향 거리 각각은 상기 복수의 조명 소스 중 적어도 하나에 각각 대응하는, 시스템.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 하나 이상의 환형 형상의 개구는 서로에 대해 하나 이상의 별개의 각도 포지션으로 배치되는, 시스템.
  50. 제48항에 있어서,
    상기 하나 이상의 환형 형상의 개구 중 제1 환형 형상의 개구는, 상기 하나 이상의 환형 형상의 개구 중 제2 환형 형상의 개구의 제2 원주 길이와는 상이한 제1 원주 길이를 갖는, 시스템.
  51. 제42항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개방 영역은, 상기 복수의 조명 소스 각각에 대해 사전 결정된 노출 시간을 제공하도록 구성되는 원주 폭을 갖는 하나 이상의 쐐기 형상의 개구를 포함하는, 시스템.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 하나 이상의 쐐기 형상의 개구는 서로에 대해 하나 이상의 별개의 각도 포지션으로 배치되는, 시스템.
  53. 제51항에 있어서,
    상기 하나 이상의 쐐기 형상의 개구 중 제1 쐐기 형상의 개구는 상기 하나 이상의 쐐기 형상의 개구 중 제2 쐐기 형상의 개구의 제2 원주 폭과는 상이한 제1 원주 폭을 갖는, 시스템.
  54. 제47항에 있어서,
    상기 하나 이상의 별개의 개방 영역은, (i) 제1 사전 결정된 시간 간격 동안 상기 복수의 조명 소스 중 적어도 하나를 노출시키도록 구성되는 제1 개방 영역, 및 (ii) 제2 사전 결정된 시간 간격 동안 상기 복수의 조명 소스 중 적어도 하나를 노출시키도록 구성되는 제2 개방 영역을 포함하는, 시스템.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 제1 개방 영역은 상기 제2 개방 영역과는 상이한 기하학적 형상을 갖는, 시스템.
  56. 제1항 또는 제20항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는, 상기 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트를 갖는 이미징 디바이스가 하나 이상의 이미지 프레임을 획득하도록 구성되는 이미징 기간에 대응하는 하나 이상의 시간 간격 동안 상기 복수의 조명 소스의 적어도 서브세트가 노출되게 하기 위해 사전 결정된 회전 레이트로 회전하도록 구성되는, 시스템.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 이미징 디바이스는 이미지 센서 또는 카메라를 포함하는, 시스템.
  58. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 조명 소스 및 상기 이동 가능한 플레이트를 기준으로 회전하도록 구성되는 추가적인 이동 가능한 플레이트를 더 포함하는, 시스템.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 추가적인 이동 가능한 플레이트는, 상기 이동 가능한 플레이트가 회전하도록 구성되는 제1 레이트와는 상이한 제2 레이트로 회전하도록 구성되는, 시스템.
  60. 제58항에 있어서,
    상기 추가적인 이동 가능한 플레이트는, 상기 이동 가능한 플레이트가 회전하도록 구성되는 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 회전하도록 구성되는, 시스템.
  61. 제58항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는, 상기 추가적인 이동 가능한 플레이트 상의 컷아웃의 제2 세트와는 상이한 기하학적 형상 또는 배열을 갖는 컷아웃의 제1 세트를 포함하는, 시스템.
  62. 제1항에 있어서,
    상기 스코프는 복강경, 내시경, 보스코프(borescope), 비디오스코프(videoscope), 또는 파이버스코프(fiberscope)를 포함하는, 시스템.
  63. 제1항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광 펄스는 하나 이상의 광섬유 번들(optical fiber bundle)을 통해 상기 광 집성 모듈에 제공되는, 시스템.
  64. 제1항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백색 광원은 상기 복수의 조명 소스 중 하나 이상의 조명 소스로부터 떨어져 위치하는 별개의 조명 모듈에서 제공되는, 시스템.
  65. 제1항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트에 관련하여 상기 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출의 동기화는 하나 이상의 포토인터럽터(photointerrupter)를 사용하여 생성되는 타이밍 신호를 사용하여 수행되는, 시스템.
  66. 제1항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트에 관련하여 상기 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출의 동기화는 이미징 디바이스에 의해 생성되는 타이밍 신호를 사용하여 수행되는, 시스템.
  67. 피검자의 목표 영역을 조명하기 위한 방법으로서,
    (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 레이저 광원을 포함하는 복수의 조명 소스를 제공하는 단계;
    상기 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 하나 이상의 광 빔을 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트 - 상기 이동 가능한 플레이트는 (i) 상기 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고, (ii) (a) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 관련하여, 상기 하나 이상의 컷아웃을 통한 하나 이상의 조명 소스의 노출을 제어하기 위하여, 그리고 (b) 상기 하나 이상의 조명 소스의 제어된 노출에 기초하여 하나 이상의 광 펄스를 생성하기 위하여, 이동하도록 구성됨 - 를 향해 지향시키는 단계; 및
    상기 하나 이상의 광 펄스를 광 집성 모듈에 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 광 집성 모듈은 (i) 상기 복수의 조명 소스에 의해 생성되는 상기 하나 이상의 광 빔 각각으로부터 획득되는 상기 하나 이상의 광 펄스를 결합하여 결합된 광 빔을 생성하도록, 그리고 (ii) 상기 결합된 광 빔을 스코프에 제공하도록 구성되며, 상기 스코프는 상기 피검자의 신체 안으로 삽입 가능하고 상기 결합된 광 빔을 상기 목표 영역 상으로 지향시키도록 구성되는, 방법.
  68. 제67항에 있어서,
    상기 복수의 조명 소스는 인도시아닌 그린(ICG) 여기 광 빔을 생성하도록 구성되는 ICG 여기 광원을 더 포함하는, 방법.
  69. 피검자의 신체의 목표 영역을 조명하기 위한 시스템으로서,
    (i) 백색 광 빔을 생성하도록 구성되는 백색 광원 및 (ii) 하나 이상의 레이저 광 빔을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 광원, 중 적어도 두 개를 포함하는 복수의 조명 소스; 및
    하나 이상의 컷아웃을 포함하는 이동 가능한 플레이트를 포함하고,
    상기 이동 가능한 플레이트는 상기 복수의 조명 소스 중 하나 이상과 광학적으로 정렬되고 (i) 상기 하나 이상의 조명 소스와 관련하여 이동하도록 그리고 (ii) 사전 결정된 프레임 캡쳐 레이트와 동기화하여 상기 하나 이상의 조명 소스의 펄스화(pulsing)를 제어하도록 구성되는, 시스템.
  70. 제69항에 있어서,
    상기 이동 가능한 플레이트는, 상기 복수의 조명 소스 각각이 상기 이동 가능한 플레이트의 상기 하나 이상의 컷아웃과 광학적으로 정렬되는 하나 이상의 시간 간격을 조정하는 것에 의해, 상기 하나 이상의 조명 소스의 펄스화를 제어하도록 구성되는, 시스템.
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